DE102016220765A1 - Diagnostic procedure for parallel electromagnetic injectors or valves - Google Patents
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Abstract
Verfahren (100) zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems (2) mit einer Mehrzahl Injektoren oder Ventile (21a, 21b, 21c), welche jeweils durch zugehörige Elektromagnete (22a, 22b, 22c) betätigbar sind, wobei die Elektromagnete (22a, 22b, 22c) in einer Parallelschaltung (23) zusammengefasst sind und wobei die Parallelschaltung (23) mit einer gemeinsamen Spannungsquelle (61) verbindbar ist, wobei eine Diagnosegröße D, die ein Maß für die Induktivität LP der Parallelschaltung (23) ist, ermittelt wird (110), und dass aus der Diagnosegröße D die Anzahl n derjenigen Elektromagnete (22a, 22b, 22c), die an der Parallelschaltung (23) teilnehmen, ermittelt wird (120).
Zugehöriges Steuergerät (6) und Computerprogrammprodukt.
Method (100) for operating a fuel injection system (2) having a plurality of injectors or valves (21a, 21b, 21c) which are each actuable by associated electromagnets (22a, 22b, 22c), the electromagnets (22a, 22b, 22c) in a parallel circuit (23) are combined and wherein the parallel circuit (23) with a common voltage source (61) is connectable, wherein a diagnostic quantity D, which is a measure of the inductance L P of the parallel circuit (23) is determined (110) , and that from the diagnostic quantity D, the number n of those electromagnets (22a, 22b, 22c) participating in the parallel circuit (23) is determined (120).
Associated control unit (6) and computer program product.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren, mit dem eine Parallelschaltung mehrerer elektromagnetischer Injektoren oder Ventile für ein Kraftstoffeinspritzsystem auf Defekte untersuchbar ist.The present invention relates to a method with which a parallel connection of a plurality of electromagnetic injectors or valves for a fuel injection system can be examined for defects.
Stand der TechnikState of the art
In Kraftstoffeinspritzsystemen für erdgasbetriebene PKW wird der Kraftstoff in der Regel über Injektoren oder Ventile eindosiert, die über zugehörige Elektromagnete betätigbar sind. Entsprechende Injektoren oder Ventile sind technisch ausgereift und am Markt verfügbar.In fuel injection systems for natural gas-powered passenger cars, the fuel is usually metered in via injectors or valves, which can be actuated via associated electromagnets. Corresponding injectors or valves are technically mature and available on the market.
Kraftstoffeinspritzsysteme für Nutzfahrzeuge benötigen einen deutlich höheren Massendurchfluss. Um auf die im PKW-Bereich bewährten Injektoren oder Ventile zurückzugreifen und zugleich den schaltungstechnischen Aufwand nicht über Gebühr in die Höhe zu treiben, werden mehrere derartige Injektoren oder Ventile je Motorzylinder vorgesehen und in Parallelschaltung über eine gemeinsame Spannungsquelle angesteuert.Fuel injection systems for commercial vehicles require a significantly higher mass flow. In order to resort to the well-proven in the car field injectors or valves and at the same time not unnecessarily drive the circuit complexity, several such injectors or valves per engine cylinder are provided and controlled in parallel via a common voltage source.
In derartigen Schaltungen können im Wesentlichen zwei Arten von Fehlern auftreten. Einerseits kann es Kurzschlüsse geben, die über die Standard-Diagnosefunktionen von Steuergeräten in einfacher Weise erkannt werden können. Andererseits kann es Fehler geben, die einzelne Injektoren oder Ventile von der Parallelschaltung ausnehmen. So kann beispielsweise die elektrische Kontaktierung eines Elektromagneten unterbrochen sein, oder die Magnetspule eines Elektromagneten kann durchgebrannt sein. Fehler dieser Art sind deutlich schwieriger zu erkennen. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Parallelschaltung im normalen Betrieb in Stromregelung betrieben wird. Der entsprechende Regler hält den durch die Parallelschaltung fließenden Strom I dann auf seinem üblichen Niveau. Dieser Strom I verteilt sich jedoch auf weniger Elektromagnete, die hierdurch möglicherweise überlastet werden und nach Art eines Dominoeffekts ebenfalls ausfallen können. Weiterhin fehlt für die Verbrennung im Motor diejenige Menge an Kraftstoff, die der funktionsunfähige Injektor, bzw. das funktionsunfähige Ventil, hätte eindosieren sollen. Dadurch können Zündaussetzer und Fehler in der Lambda-Regelung auftreten.Essentially two types of errors can occur in such circuits. On the one hand, there may be short circuits that can be detected easily via the standard diagnostic functions of ECUs. On the other hand, there may be errors that exclude individual injectors or valves from the parallel circuit. For example, the electrical contacting of an electromagnet can be interrupted, or the magnetic coil of an electromagnet can be burnt out. Errors of this kind are much more difficult to recognize. This is especially true when the parallel circuit is operated in normal operation in current control. The corresponding controller then keeps the current I flowing through the parallel circuit at its usual level. However, this current I is distributed to fewer electromagnets, which are thereby possibly overloaded and may also fail in the manner of a domino effect. Furthermore, the amount of fuel that the inoperable injector or the inoperative valve should have metered is missing for combustion in the engine. As a result, misfires and errors in the lambda control can occur.
Erste Ansätze für die Erkennung, welcher von mehreren gemeinsam angesteuerten Injektoren auf Grund einer fehlerhaften elektrischen Verbindung nicht funktionsfähig ist, sind aus der
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Im Rahmen der Erfindung wurde ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems mit einer Mehrzahl Injektoren oder Ventile entwickelt. Die Elektromagnete sind in einer Parallelschaltung zusammengefasst, und die Parallelschaltung ist mit einer gemeinsamen Spannungsquelle verbindbar.Within the scope of the invention, a method for operating a fuel injection system with a plurality of injectors or valves has been developed. The electromagnets are combined in a parallel circuit, and the parallel connection can be connected to a common voltage source.
Erfindungsgemäß wird eine Diagnosegröße D ermittelt, die ein Maß für die Induktivität L der Parallelschaltung ist. Aus der Diagnosegröße D wird die Anzahl n derjenigen Elektromagnete ermittelt wird, die an der Parallelschaltung teilnehmen.According to the invention, a diagnostic quantity D is determined which is a measure of the inductance L of the parallel circuit. From the diagnostic quantity D, the number n of those electromagnets is determined that participate in the parallel connection.
Es wurde erkannt, dass auf diese Weise ein besonders deutliches Signal dafür erhalten werden kann, wie viele der vorhandenen Elektromagnete tatsächlich an der Parallelschaltung teilnehmen, d.h. von Strom durchflossen werden und den zugehörigen Injektor, bzw. das zugehörige Ventil, betätigen.It has been recognized that in this way a particularly clear signal can be obtained as to how many of the existing electromagnets actually participate in the parallel connection, i. be traversed by current and the associated injector, or the associated valve actuate.
Für die Gesamtinduktivität LP einer Parallelschaltung aus n Induktivitäten L1 bis Ln gilt:
Haben alle n Induktivitäten L1 bis Ln den gleichen Wert LE, wie dies beim Einsatz mehrerer gleichartiger Injektoren oder Ventile je Motorzylinder in der Regel der Fall ist, gilt also:
Typischerweise werden zwei oder drei Injektoren oder Ventile parallel geschaltet (n=3). Ein Ausfall eines Injektors oder Ventils ändert die Gesamtinduktivität LP der Parallelschaltung deutlich. Da es keinen anderen Anlass gibt, aus dem sich die Gesamtinduktivität LP vergleichbar stark ändern sollte, kann aus der Änderung von LP umgekehrt geschlossen werden, dass mindestens ein Injektor oder Ventil nicht funktionsfähig ist. Typically, two or three injectors or valves are connected in parallel (n = 3). Failure of an injector or valve significantly changes the total inductance L P of the parallel connection. Conversely, since there is no other cause from which the total inductance L P should change comparably strongly, it can be concluded from the change in L P that at least one injector or valve is not functional.
Dabei wird ein besonders großer Signalhub erzielt, wenn LP unmittelbar als Diagnosegröße D gemessen wird. Entsprechende dedizierte Messmittel sind jedoch in Steuergeräten für Kraftstoffeinspritzsysteme in der Regel nicht standardmäßig vorgesehen und müssten nachgerüstet werden. Es gibt jedoch eine Reihe von Diagnosegrößen D, die von LP abhängen, also ein Maß für LP sind, und die zugleich mit den in typischen Steuergeräten bereits vorhandenen Messmitteln erfasst werden können.In this case, a particularly large signal swing is achieved if L P is measured directly as a diagnostic variable D. Corresponding dedicated measuring means are, however, not normally provided in control units for fuel injection systems and would have to be retrofitted. However, there are a number of diagnostic variables D which depend on L P , ie are a measure of L P , and which can be detected at the same time as the measuring means already present in typical control devices.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Diagnosegröße D aus mindestens einem Messwert für den durch die Parallelschaltung fließenden Strom I gebildet. Dabei wird der Messwert zu einem vorgegebenen Zeitpunkt nach dem Anlegen einer konstanten Spannung U an die Parallelschaltung aufgenommen. Diese Messung kann beispielsweise in der Boost-Phase erfolgen, wenn ausgehend vom unbetätigten Zustand der Injektoren bzw. Ventile eine hohe konstante Spannung U angelegt wird, um den Strom I durch die Parallelschaltung der Elektromagnete möglichst schnell auf ein hohes Niveau zu treiben. Hauptvorteil einer Messung in der Boost-Phase ist, dass eine eventuelle Stromregelung noch nicht aktiv ist, so dass diesbezügliche Toleranzen nicht zum Tragen kommen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the diagnostic variable D is formed from at least one measured value for the current I flowing through the parallel circuit. In this case, the measured value is recorded at a predetermined time after the application of a constant voltage U to the parallel circuit. This measurement can be carried out, for example, in the boost phase, starting from the unactuated state of the injectors or valves, a high constant voltage U is applied to drive the current I through the parallel connection of the electromagnets as quickly as possible to a high level. The main advantage of a measurement in the boost phase is that any current regulation is not yet active so that the relevant tolerances do not apply.
Beispielsweise kann der Strom I durch die Parallelschaltung etwa 250 µs nach dem Anlegen der Spannung U gemessen werden.For example, the current I can be measured by the parallel circuit about 250 μs after the application of the voltage U.
Um weiterhin die mit einer Messung zu nur einem Zeitpunkt verbundenen Toleranzen zu vermindern, werden in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in einem vorgegebenen Zeitintervall T nacheinander mehrere Messwerte für den Strom I aufgenommen, während die Spannung U an der Parallelschaltung anliegt. Es wird dann eine Diagnosegröße D gewählt, die ein Maß für die Steigung ΔI des Stroms I während des Zeitintervalls T ist. Ein Beispiel für eine Toleranz, mit der die Einzelschuss-Messung des Stroms I behaftet ist, ist der Offsetfehler des Analog-Digital-Wandlers, mit dem der Messwert für den Strom I digitalisiert und der weiteren Verarbeitung zugeführt wird.In order to further reduce the tolerances associated with a measurement at only one point in time, in a further particularly advantageous embodiment of the invention, a plurality of measured values for the current I are taken in a predetermined time interval T, while the voltage U is applied to the parallel circuit. A diagnostic variable D is then selected, which is a measure of the slope ΔI of the current I during the time interval T. An example of a tolerance associated with the single-shot measurement of current I is the offset error of the analog-to-digital converter used to digitize the current I reading for further processing.
Beispielsweise können ab einem Zeitpunkt von etwa 50 µs bis 250 µs nach dem Anlegen der Spannung U an in periodischen Abständen von beispielsweise 4 µs weitere Messwerte aufgenommen werden, und die Steigung ΔI kann beispielsweise mit einer linearen Regression ermittelt werden.For example, from a time point of about 50 μs to 250 μs after the application of the voltage U on, further measured values can be recorded at periodic intervals of, for example, 4 μs, and the gradient ΔI can be determined, for example, with a linear regression.
In Kraftstoffeinspritzsystemen für Fahrzeuge stehen in der Regel nur eine oder mehrere Festspannungen U zur Verfügung, die von der Bordnetzspannung abgeleitet sind und mit dieser schwanken können. Gleichwohl ist es wünschenswert, den Strom I durch die Parallelschaltung in der Anzugsphase, also während des Betätigungsvorgangs des Injektors oder Ventils, zumindest im zeitlichen Mittel auf einem vorgegebenen Niveau IP halten zu können. Ebenso ist es wünschenswert, den Strom I nach erfolgtem Betätigungsvorgang zumindest im zeitlichen Mittel auf einem niedrigeren Niveau IH stabilisieren zu können, das den Injektor bzw. das Ventil gerade noch sicher in dem betätigten Zustand hält. Zu diesem Zweck wird in einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die Parallelschaltung über einen Zweipunktregler aus einer Spannungsquelle mit konstanter Spannung U gespeist.In fuel injection systems for vehicles are usually only one or more fixed voltages U available, which are derived from the vehicle electrical system voltage and can vary with this. Nevertheless, it is desirable to be able to maintain the current I at a predetermined level I P by means of the parallel connection in the starting phase, that is to say during the actuation process of the injector or valve, at least in the time average. It is also desirable to be able to current I after successful actuation process stabilize at least in time average at a lower level I H which holds the injector or the valve just securely in the actuated state. For this purpose, in a further particularly advantageous embodiment of the invention, the parallel circuit is fed via a two-point controller from a voltage source with a constant voltage U.
Dem Zweipunktregler wird das im zeitlichen Mittel zu haltende Stromniveau als Sollwert vorgegeben. Zugleich wird dem Zweipunktregler der Ist-Strom I als Rückkopplung zugeführt. Ist der Ist-Strom I geringer als der Sollwert, wird die Parallelschaltung über einen Schalter mit der Spannungsquelle verbunden; ist der Ist-Strom I höher als der Sollwert, wird die Parallelschaltung wieder von der Spannungsquelle getrennt, und der Strom I beginnt abzuklingen. Im eingeschwungenen Zustand stellt sich ein periodisches Zeitprogramm u(t) ein, mit dem der Zweipunktregler die Spannung U an die Parallelschaltung anlegt.The two-point controller is given the current level to be maintained in the time average as a setpoint. At the same time the current I is fed as feedback to the two-point controller. If the actual current I is less than the nominal value, the parallel circuit is connected to the voltage source via a switch; if the actual current I is higher than the setpoint value, the parallel connection is disconnected from the voltage source again, and the current I begins to decay. In the steady state, a periodic time program u (t) sets with which the two-point controller applies the voltage U to the parallel circuit.
Aus diesem Zeitprogramm u(t) wird die Diagnosegröße D ausgewertet. Die Erfinder haben erkannt, dass das Zeitprogramm u(t) zum einen von bekannten bzw. leicht beschaffbaren Konstanten abhängt, nämlich von der Spannung U und vom Sollwert des im zeitlichen Mittel zu haltenden Stromniveaus. Zum anderen wird das Zeitprogramm u(t) maßgeblich dadurch bestimmt, wie schnell der Strom I in der Parallelschaltung auf eine Änderung der angelegten Spannung (jeweils zwischen den beiden Werten Null und U) antwortet. Da die Elektromagnete im Wesentlichen induktive Lasten sind, ist auch die Parallelschaltung im Wesentlichen eine induktive Last. Die Geschwindigkeit, mit der der Strom I einer Änderung der angelegten Spannung folgt, wird also maßgeblich durch die Induktivität LP der Parallelschaltung bestimmt.From this time program u (t), the diagnostic quantity D is evaluated. The inventors have recognized that the time program u (t) depends, on the one hand, on known or easily obtainable constants, namely on the voltage U and on the desired value of the current level to be kept in the time average. On the other hand, the time program u (t) is largely determined by how fast the current I in the parallel circuit responds to a change in the applied voltage (in each case between the two values zero and U). Since the electromagnets are essentially inductive loads, the parallel connection is also essentially an inductive load. The speed at which the current I follows a change in the applied voltage is thus determined largely by the inductance L P of the parallel connection.
Die Bestimmung der Diagnosegröße D aus dem Zeitprogramm u(t) eliminiert zum einen die Toleranzen, mit denen die Einzelschuss-Messung des Stroms I behaftet ist, da die Messung über mehrere Einzelmessungen und über einen längeren Zeitraum gemittelt wird. Zum anderen lässt sich auch selbstkonsistent prüfen, ob ein eingeschwungener Zustand vorliegt, indem ausgewertet wird, wie genau das Zeitprogramm u(t) eine feste Periodizität einhält. The determination of the diagnostic quantity D from the time program u (t) eliminates, on the one hand, the tolerances which are associated with the single-shot measurement of the current I, since the measurement is averaged over a plurality of individual measurements and over a longer period of time. On the other hand, it is also self-consistent to check whether a steady state exists, by evaluating how exactly the time program u (t) adheres to a fixed periodicity.
Beispielsweise kann die Diagnosegröße D aus der Regelfrequenz f ausgewertet werden, welche äquivalent ist zur Periodendauer, mit der das Ein- und Ausschalten der Spannung U wiederkehrt. Auch das Tastverhältnis R und die Dauer tON bzw. tOFF der Ein- bzw. Ausschaltphase werden maßgeblich dadurch bestimmt, wie schnell der Strom I auf das Ein- bzw. Ausschalten der Spannung U antwortet. Somit kann die Diagnosegröße D auch aus diesen Größen ausgewertet werden.For example, the diagnostic quantity D can be evaluated from the control frequency f, which is equivalent to the period with which the switching on and off of the voltage U is repeated. Also, the duty cycle R and the duration t ON or t OFF of the on or off phase are significantly determined by how fast the current I responds to the switching on and off of the voltage U. Thus, the diagnostic size D can also be evaluated from these variables.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Diagnosegröße D aus dem zeitlichen Abklingverhalten des Stroms I durch die Parallelschaltung nach dem Trennen der Parallelschaltung von der Spannungsquelle, d.h. nach dem Abschalten der Spannung U und dem Übergang der Elektromagneten in eine sogenannte Freilaufphase, ausgewertet. In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the diagnostic quantity D from the temporal decay behavior of the current I by the parallel circuit after disconnecting the parallel circuit from the voltage source, i. after switching off the voltage U and the transition of the electromagnets in a so-called freewheeling phase, evaluated.
Ein Beispiel für eine in dieser Weise nutzbare Freilaufphase ist der Übergang von der Boost-Phase, in der die Spannung U dauernd an die Parallelschaltung angelegt wird, in die Anzugsphase, in der der Strom I im zeitlichen Mittel auf dem Niveau IP zu halten ist.An example of a freewheeling phase which can be used in this way is the transition from the boost phase, in which the voltage U is applied continuously to the parallel circuit, into the starting phase, in which the current I is to be kept at the level I P on average over time ,
Das Ende der Boost-Phase wird dadurch eingeläutet, dass die Spannung U nicht mehr konstant an die Parallelschaltung angelegt wird, sondern die Stromregelung aktiviert wird. Wenn hierfür beispielsweise der bereits erwähnte Zweipunktregler zum Einsatz kommt, so wird dieser am Ende der Boost-Phase zunächst registrieren, dass der Ist-Strom I höher ist als der Sollwert IP. Dementsprechend bleibt die Spannung U zunächst ausgeschaltet. Erst wenn der Strom I unter das Niveau IP sinkt, ggfs. zuzüglich einer Schalthysterese, wird die Spannung U wieder eingeschaltet.The end of the boost phase is heralded by the fact that the voltage U is no longer applied constant to the parallel circuit, but the current control is activated. If, for example, the already mentioned two-position controller is used for this, then at the end of the boost phase it will first register that the actual current I is higher than the setpoint value I P. Accordingly, the voltage U remains initially off. Only when the current I falls below the level I P , if necessary. Plus a switching hysteresis, the voltage U is turned on again.
Die Geschwindigkeit, mit der der Strom I nach dem Abschalten der Spannung U abklingt, wird durch die Anzahl n der an der Parallelschaltung tatsächlich teilnehmenden Elektromagnete, und somit durch die Gesamtinduktivität LP der Parallelschaltung, bestimmt: Je mehr Elektromagnete in der Boost-Phase tatsächlich aufmagnetisiert wurden, desto mehr magnetische Energie ist in der Parallelschaltung gespeichert und desto länger dauert das Abklingen des Stroms in dem aus den Induktivitäten der Elektromagneten einerseits und den ohmschen Widerständen andererseits gebildeten RL-Kreis. Somit handelt es sich auch bei dem zeitlichen Abklingverhalten des Stroms I um eine Größe, die ein Maß für die Induktivität LP der Parallelschaltung ist.The speed at which the current I decays after switching off the voltage U is determined by the number n of electromagnets actually participating in the parallel connection, and thus by the total inductance L P of the parallel circuit: the more electromagnets in the boost phase actually have been magnetized, the more magnetic energy is stored in the parallel circuit and the longer the decay of the current in the RL circuit formed from the inductances of the electromagnet on the one hand and the ohmic resistors on the other hand. Thus, the temporal decay behavior of the current I is also a variable which is a measure of the inductance L P of the parallel connection.
Während der Boost-Phase kann optional an Stelle der Spannung U eine höhere Spannung UB angelegt werden, um den Aufbau des Stroms I in den Elektromagneten zu beschleunigen. Dies ändert nichts an der beschriebenen grundsätzlichen Funktionsweise.During the boost phase, instead of the voltage U, a higher voltage U B can optionally be applied in order to accelerate the build-up of the current I into the electromagnet. This does not change the described basic functionality.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Diagnosegröße D aus der Geschwindigkeit, mit der die magnetische Energie in der Parallelschaltung als elektrische Energie aus der Parallelschaltung abführbar ist, ausgewertet. Dies kann beispielsweise in der Phase der sogenannten Schnelllöschung geschehen, wenn der Injektor bzw. das Ventil wieder vom betätigten in den unbetätigten Zustand zurückgeführt werden soll. Bei der Schnelllöschung wird die Parallelschaltung mit einem Kondensator kurzgeschlossen, um die in den Elektromagneten gespeicherte magnetische Energie in elektrischer Form in die Kondensatoren zu überführen und somit zurückzugewinnen. Die Elektromagnete und der Kondensator bilden dann einen LC-Kreis, und die Zeitkonstante, mit der der Energietransport in den Kondensator voranschreitet und der Strom I durch die Parallelschaltung abklingt, wird wieder maßgeblich durch die Induktivität LP der Parallelschaltung bestimmt.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, the diagnostic quantity D is evaluated from the speed with which the magnetic energy in the parallel circuit can be dissipated as electrical energy from the parallel circuit. This can be done, for example, in the phase of so-called quick extinguishing, when the injector or the valve is to be returned from the actuated to the unactuated state. During fast erase, the parallel circuit is short-circuited with a capacitor in order to transfer and thus recover the magnetic energy stored in the electromagnets in electrical form into the capacitors. The electromagnets and the capacitor then form an LC circuit, and the time constant, with which the energy transport proceeds into the capacitor and the current I decays through the parallel circuit, is again decisively determined by the inductance L P of the parallel circuit.
Um das Verfahren durchführen zu können, wird lediglich ein ohnehin schon vorhandener elektrischer Zugang zu der Parallelschaltung der Elektromagnete benötigt, über den zum einen eine Spannung U an die Parallelschaltung angelegt und zum anderen der tatsächlich durch die Parallelschaltung fließende Strom I gemessen werden kann. Alle übrigen im Kontext des Verfahrens anfallenden Aufgaben können im Steuergerät für das Kraftstoffeinspritzsystem erledigt werden. Dieses Steuergerät kann ein dediziertes Steuergerät sein, das allein dem Kraftstoffeinspritzsystem zugeordnet ist, oder aber ein Motorsteuergerät, das zusätzlich noch weitere Aufgaben des Motormanagements übernimmt.In order to perform the method, only an already existing electrical access to the parallel connection of the electromagnets is needed, on the one hand to a voltage U applied to the parallel circuit and on the other hand, the current flowing through the parallel circuit current I can be measured. All other tasks arising in the context of the method can be done in the control unit for the fuel injection system. This control unit may be a dedicated control unit, which is assigned solely to the fuel injection system, or an engine control unit, which additionally assumes other tasks of engine management.
Die Erfindung bezieht sich daher auch auf ein Steuergerät für ein Kraftstoffeinspritzsystem mit einer Mehrzahl Injektoren oder Ventile, welche jeweils durch zugehörige Elektromagnete betätigbar sind, wobei die Elektromagnete in einer Parallelschaltung zusammengefasst sind und wobei die Parallelschaltung durch das Steuergerät mit einer gemeinsamen Spannungsquelle verbindbar ist. The invention therefore also relates to a control unit for a fuel injection system having a plurality of injectors or valves, which are each actuated by associated electromagnets, wherein the electromagnets are combined in a parallel circuit and wherein the parallel circuit is connectable by the controller to a common voltage source.
Erfindungsgemäß umfasst das Steuergerät eine Messeinheit zur Ermittlung einer Diagnosegröße D, die ein Maß für die Induktivität L der Parallelschaltung ist, sowie eine Auswerteeinheit zur Auswertung der der Anzahl n derjenigen Elektromagnete, die an der Parallelschaltung teilnehmen, aus der Diagnosegröße D.According to the invention, the control unit comprises a measuring unit for determining a diagnostic quantity D, which is a measure of the inductance L of the parallel circuit, and an evaluation unit for evaluating the number n of those electromagnets which participate in the parallel circuit from the diagnostic variable D.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist in dem Steuergerät ein Zweipunktregler vorgesehen, um den durch die Parallelschaltung fließenden Strom I im zeitlichen Mittel auf einem konstanten Niveau IP, IH zu halten. Das Zeitprogramm u(t), mit dem der Zweipunktregler die Spannung U an die Parallelschaltung anlegt, ist in die Messeinheit, und/oder in die Auswerteeinheit, geführt.In a further particularly advantageous embodiment of the invention, a two-step controller is provided in the control unit in order to keep the current I flowing through the parallel circuit at a constant level I P , I H over the time average. The time program u (t), with which the two-position controller applies the voltage U to the parallel circuit, is guided into the measuring unit, and / or into the evaluation unit.
Dabei können die Messeinheit, und/oder die Auswerteeinheit, und/oder der Zweipunktregler, in Hardware implementiert sein. Jede dieser Komponenten kann aber auch ganz oder teilweise in Software oder Firmware implementiert sein. Insbesondere kann die Funktionalität eines existierenden Steuergeräts durch Abänderung seiner Software oder Firmware dahingehend abgeändert oder erweitert werden, dass es in die Lage versetzt wird, das Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen. Eine entsprechende Software oder Firmware ist insofern ein eigenständig nutzbares und verkaufbares Produkt.In this case, the measuring unit, and / or the evaluation unit, and / or the two-position controller can be implemented in hardware. However, each of these components may also be implemented in whole or in part in software or firmware. In particular, the functionality of an existing controller may be modified or extended by modifying its software or firmware to enable it to carry out the method according to the invention. A corresponding software or firmware is thus an independently usable and salable product.
Daher bezieht sich die Erfindung auch auf ein Computerprogrammprodukt mit maschinenlesbaren Anweisungen, die, wenn sie auf einem Computer, und/oder auf einem Steuergerät, ausgeführt werden, den Computer, und/oder das Steuergerät, zu einem Steuergerät gemäß der Erfindung aufwerten, und/oder dazu veranlassen, ein Verfahren gemäß der Erfindung auszuführen.Therefore, the invention also relates to a computer program product with machine-readable instructions which, when executed on a computer and / or on a control unit, upgrade the computer and / or the control unit to a control unit according to the invention, and / or cause it to perform a method according to the invention.
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Figuren näher dargestellt.Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of the preferred embodiments of the invention with reference to figures.
Figurenlistelist of figures
Es zeigt:
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1 Anwendung des Verfahrens 100 in einem beispielhaften Kraftstoffeinspritzsystem 2eines Kraftfahrzeuges 1; -
2 zeitlicher Verlauf U(t) der Spannung ander Parallelschaltung 23 und I(t) des Stroms durch die Parallelschaltung 23 bei drei funktionsfähigen Injektoren 21a-21c (2a ), bei zwei funktionsfähigen Injektoren 21a-21b (2b ) und bei nur einem funktionsfähigen Injektor 21a (2c ); -
3 Auswertung (120) des vom Zweipunktregler 62 generierten Zeitprogramms u(t) über die Regelfrequenz f (3a ), über das Tastverhältnis R (3b ) und über die Einschaltzeit tON (3c ) nach der Anzahl n der funktionsfähigen Injektoren 21a-21c; -
4 Auswertung (120) der Dauer tF der Freilaufphase zwischen dem Ende der Boost-Phase und dem Einsetzen des Zweipunktreglers 62 nach der Anzahl n der funktionsfähigen Injektoren 21a-21c; -
5 Auswertung (120) des Gradienten dl/dt bei Schnelllöschung nach der Anzahl n der funktionsfähigen Injektoren 21a-21c.
-
1 Application of themethod 100 in an exemplaryfuel injection system 2 of amotor vehicle 1; -
2 time course U (t) of the voltage at theparallel circuit 23 and I (t) of the current through theparallel circuit 23 at threeoperational injectors 21a-21c (2a ), with twooperational injectors 21a-21b (2 B ) and with only onefunctional injector 21a (2c ); -
3 Evaluation (120) of the time program u (t) generated by the two-point controller 62 via the control frequency f (3a ), via the duty cycle R (3b ) and on the switch-on time t ON (3c ) according to the number n ofoperational injectors 21a-21c; -
4 Evaluating (120) the duration t F of the freewheeling phase between the end of the boost phase and the onset of the two-level controller 62 according to the number n of theoperational injectors 21a-21c; -
5 Evaluation (120) of the gradient dl / dt in the case of rapid quenching according to the number n offunctional injectors 21a-21c.
Nach
Das Kraftstoffeinspritzsystem
Das Steuergerät
Der jeweilige Messwert für den Strom I wird dem Zweipunktregler
In den
Die Ansteuerung der Parallelschaltung
In der Boost-Phase wird in dem Zeitintervall T der Strom I(t) jeweils mehrfach gemessen, und an Hand einer linearen Regression wird die Steigung ΔI des Stroms über das Zeitintervall T gemessen.In the boost phase, the current I (t) is in each case measured several times in the time interval T, and the slope ΔI of the current over the time interval T is measured on the basis of a linear regression.
Hier tritt der erste wesentliche Unterschied zwischen den
Weiterhin ist aus dem Vergleich der
Diese Zusammenhänge sind in den
In
In
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 7168413 B2 [0005]US 7168413 B2 [0005]
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