DE102018200629A1 - Method for determining the tolerance of individual elements of a switching chain of an injector - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung der Toleranzen einzelner Elemente einer Schaltkette eines Injektors, bei dem bei der Ansteuerung des Injektors eine erste elektrische Größe konstant gehalten wird und eine zweite elektrische Größe des Injektors gemessen und ausgehend von der zweiten Messgröße Parameter ermittelt werden, die die Toleranz der Schaltkette charakterisieren, und dass ausgehend von den ermittelten Parametern die Ansteuerung des Injektors korrigiert wird. Method for determining the tolerances of individual elements of a switching chain of an injector, in which when controlling the injector, a first electrical variable is kept constant and measured a second electrical size of the injector and based on the second measured variable parameters are determined that characterize the tolerance of the switching chain , And that based on the determined parameters, the control of the injector is corrected.
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche.The invention is based on a method according to the preamble of the independent claims.
Aus der
Die Zumessgenauigkeit von Injektoren im Fahrzeug hängt wesentlich von der Fertigungstoleranz der einzelnen Bauteile ab. Der Einfluss der Bauteiletoleranzen muss über elektrischen Ansteuerparameter korrigiert werden um die Toleranzen der Einspritzmenge und des Timings einzuhalten. Solche Ansteuerparameter sind beispielsweise die Ladung, die Spannung und/oder die Ansteuerdauer. Die Anforderungen an die Zumessgenauigkeit steigen bei der Verwendung von Mehrfacheinspritzmustern mit großer Anzahl von Einspritzung nochmals deutlich an. Exemplar abhängige Abweichungen müssen hier auf ein Minimum reduziert werden.The metering accuracy of injectors in the vehicle depends largely on the manufacturing tolerance of the individual components. The influence of the component tolerances must be corrected via electrical control parameters in order to comply with the tolerances of the injection quantity and the timing. Such drive parameters are, for example, the charge, the voltage and / or the drive time. Demands on the metering accuracy increase again significantly when using multiple injection patterns with a large number of injections. Copy-dependent deviations must be reduced to a minimum here.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass eine Charakterisierung von Baugruppen möglich ist, die aus Einzelteilen bestehen, die in der Produktion nicht zu charakterisieren sind. Besonders vorteilhaft ist, dass keine zusätzliche Messtechnik notwendig ist. D. h. die Prüfung kann bei der normalen Ansteuerung durchgeführt werden. Dies bietet den Vorteil, dass sowohl eine Messung in der Werksprüfung als auch eine Messung im normalen Fahrbetrieb des Fahrzeugs möglich ist.The inventive method with the features of independent claim 1 has the advantage that a characterization of assemblies is possible, which consist of items that are not to be characterized in production. It is particularly advantageous that no additional measurement technology is necessary. Ie. The test can be carried out during normal control. This offers the advantage that both a measurement in the factory test and a measurement during normal driving of the vehicle is possible.
Erfindungsgemäß wird zur Ermittlung der Toleranzen einzelner Elemente einer Schaltkette eines Injektors, bei der Ansteuerung des Injektors eine erste elektrische Größe konstant gehalten und eine zweite elektrische Größe des Injektors gemessen. Ausgehend von der zweiten Messgröße wird wenigstens ein Parameter ermittelt, der die Toleranz der Schaltkette charakterisiert, und die Ansteuerung des Injektors ausgehend von dem ermittelten Parameter korrigiert.According to the invention, to determine the tolerances of individual elements of a switching chain of an injector, a first electrical quantity is kept constant during the activation of the injector and a second electrical quantity of the injector is measured. Based on the second measured variable, at least one parameter is determined which characterizes the tolerance of the switching chain, and the triggering of the injector is corrected on the basis of the determined parameter.
Dadurch können Toleranzen in der Schaltkette des Injektors durch die Ansteuerung einfach kompensiert werden.As a result, tolerances in the switching chain of the injector can be easily compensated by the control.
Bei einer besonders einfachen Ausführungsform wird der Injektor mit einer konstanten Ladung beaufschlagt und die Spannung gemessen.In a particularly simple embodiment, the injector is subjected to a constant charge and the voltage is measured.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird der Injektor auf einer konstanten Spannung gehalten und die dafür benötigte Ladung gemessen.In another embodiment, the injector is maintained at a constant voltage and the charge required for it is measured.
Vorteilhaft ist es, wenn wenigstens eine der Größen, maximale Spannung, Endspannung, Differenzspannung und/oder Gradient der Spannung als Parameter verwendet werden. Diese Größen sind einfach zu erfassen, bzw. liegen bei der Ansteuerung des Injektors bereits vor. Es sind deshalb keine weiteren Sensoren notwendig.It is advantageous if at least one of the variables, maximum voltage, final voltage, differential voltage and / or gradient of the voltage is used as a parameter. These quantities are easy to detect, or are already present when controlling the injector. Therefore, no further sensors are necessary.
Vorzugsweise wird wenigstens eine der Größen Ladung, Spannung und/oder Ansteuerdauer abhängig von den Toleranzen korrigiert.Preferably, at least one of the variables charge, voltage and / or drive duration is corrected as a function of the tolerances.
In einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung einen neuen Programmcode zusammen mit Verarbeitungsanweisungen zum Erstellen eines auf einem Steuergerät ablauffähigen Computerprogramms, insbesondere Sourcecode mit Compilier- und/oder Verlinkungsanweisungen, wobei der Programmcode das Computerprogramm zur Ausführung aller Schritte eines der beschriebenen Verfahren ergibt, wenn er gemäß der Verarbeitungsanweisungen in ein ablauffähiges Computerprogramm umgewandelt wird, also insbesondere kompiliert und/oder verlinkt wird. Dieser Programmcode kann insbesondere durch Quellcode gegeben sein, welche beispielsweise von einem Server im Internet herunterladbar ist.In a further aspect, the invention relates to a new program code together with processing instructions for creating a computer program executable on a control unit, in particular source code with compilation and / or linking instructions, the program code giving the computer program for carrying out all the steps of one of the described methods, if he the processing instructions are converted into an executable computer program, that is in particular compiled and / or linked. This program code can be given in particular by source code, which can be downloaded for example from a server on the Internet.
Figurenlistelist of figures
Ausführungsbeispiele der Erfindungen sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
- Es zeigen
1 die wesentlichen Elemente eines Piezoaktors und -
2 verschiedene über Zeit aufgetragene Signale.
- Show it
1 the essential elements of a piezoelectric actuator and -
2 various signals applied over time.
Mit
Zur Charakterisierung der Schaltkette werden die elektrischen Eigenschaften des Piezoaktors genutzt. Die ermittelten Parameter werden zur exemplarabhängigen Korrektur verwendet. Die Messung erfolgt vorzugsweise am komplett montierten Injektor.The electrical properties of the piezoelectric actuator are used to characterize the switching chain. The determined parameters are used for the copy-dependent correction. The measurement is preferably carried out on the fully assembled injector.
Bewegungen der Schaltkette sind in elektrischen Aktorsignalen zu detektieren. Bei konstanter Ladung und konstanter Auslenkung stellt sich eine konstante Aktorspannung ein. Bei einer Variation von Ladung oder Auslenkung ändert sich die Spannung am Aktor. Analog gilt, für eine konstante Spannung und konstante Auslenkung, muss eine definierte, konstante Ladung aufgebracht werden. Zur Messung der Toleranzen wird vorzugsweise der Aktor mit einer definierten Ladung beaufschlagt und dadurch eine Kraft auf die Schaltkette ausgeübt. Die Spannung als elektrische Reaktion wird interpretiert. Alternativ kann die Spannung konstant gehalten werden und die Reaktion der Ladung interpretiert werden.Movements of the switching chain can be detected in electrical actuator signals. With constant charge and constant deflection, a constant actuator voltage is established. With a variation of charge or deflection, the voltage on the actuator changes. Analogously, for a constant voltage and constant deflection, a defined, constant charge must be applied. To measure the tolerances, the actuator is preferably subjected to a defined charge, thereby exerting a force on the switching chain. The voltage as an electrical reaction is interpreted. Alternatively, the voltage can be kept constant and the response of the charge can be interpreted.
Die Kraft die der Aktor ausübt, bewirkt, dass eine Leckagemenge aus dem Kopplerspalt durch die Führungsspalte des Kopplers ausströmt. Dies hat eine Verkürzung des Kopplers zur Folge. Eine Verkürzung des Kopplers bedeutet eine kontinuierliche Längung des Aktors. Diese ist bei konstanter Ladung direkt im Verlauf der am Aktor anliegenden Spannung U sichtbar. Die Spannung U am Aktor beinhaltet damit Informationen über den Leckagemengenverlauf und damit über die Spalte und die Steifigkeit des Kopplers. Diese Information wird zur Korrektur verwendet.The force exerted by the actuator, causes a leakage amount from the coupler gap flows through the guide gaps of the coupler. This results in a shortening of the coupler. A shortening of the coupler means a continuous elongation of the actuator. This is visible at constant charge directly in the course of voltage U applied to the actuator. The voltage U at the actuator thus contains information about the leakage quantity course and thus about the gap and the stiffness of the coupler. This information is used for correction.
In der
In
In
In
Erfindungsgemäß wird ausgehend von der gemessenen Spannung U, die am Aktor anliegt, ein Parameter bestimmt, der die Toleranzen der Schaltkette charakterisiert.According to the invention, based on the measured voltage U, which is applied to the actuator, a parameter is determined which characterizes the tolerances of the switching chain.
Bei einer ersten Ausführungsform wird als Parameter der Gradient der Spannung ausgewertet, d.h. der Verlauf der Spannung wird beurteilt. Dabei kann die Beurteilung über den maximalen Gradienten, alternativ den mittleren Gradienten oder die Gradienten von Ausschnitten des gesamten Verlaufs erfolgen. Dem so ermittelten Gradienten wird eine Leckage zugeordnet.In a first embodiment, the gradient of the voltage is evaluated as a parameter, i. the course of the tension is judged. In this case, the assessment of the maximum gradient, alternatively the middle gradient or the gradients of sections of the entire course can take place. The gradient thus determined is assigned a leakage.
Bei einer zweiten Ausführungsform wird als Parameter die Differenzspannung ausgewertet. Das heißt es wird ermittelt, um welchen Wert die Spannung U abfällt. Ausgehend von dieser Differenzspannung wird ein Wert aus einem Kennfeld ausgelesen, der ein Maß für die Leckage des Kopplers darstellt.In a second embodiment, the differential voltage is evaluated as a parameter. That is, it is determined by which value the voltage U drops. Starting from this differential voltage, a value is read out of a map, which represents a measure of the leakage of the coupler.
Anstelle der Differenzspannung kann auch die Endspannung ausgewertet werden.Instead of the differential voltage, the final voltage can also be evaluated.
Bei einer niederen Endspannung, einer großen Differenzspannung und/oder einem starken Abfall der Spannung wird eine große Leckage und damit eine große Toleranz des Kopplers und damit des Injektors erkannt.At a low final voltage, a large differential voltage and / or a sharp drop in voltage, a large leakage and thus a large tolerance of the coupler and thus the injector is detected.
Ausgehend von dem ermittelten Parameter oder der daraus ermittelten Toleranz wird die Ansteuerung des Aktors korrigiert. Diese Korrektur erfolgt derart, die Änderungen im Hub H ausgeglichen werden. Das heißt, dass alle Aktoren bei gleichen Ansteuersignal den gleichen zeitlichen Verlauf des Hubs besitzen. Dies bedeutet durch die Ansteuerung werden die Toleranzen kompensiert. Hierzu wird bei einem Hubverlust, beispielsweise durch eine Leckage der Aktorhub durch eine entsprechende Ansteuerung erhöht. Diese erfolgt beispielsweise durch eine Erhöhung der Ladung mit der der Aktor beaufschlagt wird. Dies bedeutet den Hub, den man durch den Koppler verliert, muss durch den Aktor ausgeglichen werden. Basis ist der Zusammenhang zwischen Ladung und Aktorhub. Dieser ist in großen Bereichen nahezu linear.Based on the determined parameter or the tolerance determined therefrom, the Control of the actuator corrected. This correction is made in such a way that the changes in the stroke H are compensated. This means that all actuators have the same time profile of the stroke with the same drive signal. This means that the tolerances are compensated by the control. For this purpose, the actuator stroke is increased by a corresponding control at a stroke loss, for example by a leak. This is done, for example, by increasing the charge with which the actuator is acted upon. This means the stroke that you lose through the coupler, must be compensated by the actuator. The basis is the connection between charge and actuator stroke. This is almost linear in large areas.
Bei einer Ausführungsform werden diese Größen bei der Prüfung am Ende der Fertigung des Injektors oder des Motors eingesetzt. Hierbei werden Toleranzen, die durch die Fertigung verursacht werden, erkannt.In one embodiment, these quantities are used in the test at the end of the manufacture of the injector or motor. In this case, tolerances caused by the production are recognized.
Wird die Prüfung im laufenden Betrieb durchgeführt, werden Toleranzen erkannt, die auf Alterungseffekten beruhen.If the test is carried out during operation, tolerances based on aging effects are recognized.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist es möglich die Eigenschaften des Kraftstoffs, insbesondere seine Viskosität zu erkennen. Ändert sich wenigstens einer der Parameter nach einem Tankvorgang, so kann auch die Viskosität des neu getankten Kraftstoffs geschlossen werden.In a particularly advantageous embodiment, it is possible to recognize the properties of the fuel, in particular its viscosity. If at least one of the parameters changes after a refueling operation, the viscosity of the refueled fuel can also be closed.
Beispielsweise kann hierzu vorgesehen sein, dass die Differenzspannung ausgewertet wird. Diese ist ein Maß für die Kopplerleckage. Diese Kopplerleckage hängt wesentlich von der Viskosität des Kraftstoffs ab. Bei einer niederen Viskosität ergibt sich eine große Leckage und bei einer hohen Viskosität ergibt sich eine kleine Leckage. Ändert sich die Leckagemenge über der Zeit sehr schnell, so kann daraus auf einen Tankvorgang geschlossen werden. Eine schnelle Änderung der Leckagemenge kann nicht durch Toleranzen der Bauteile verursacht werden.For example, it can be provided for this purpose that the differential voltage is evaluated. This is a measure of coupler leakage. This coupler leakage largely depends on the viscosity of the fuel. At a low viscosity results in a large leakage and high viscosity results in a small leakage. If the amount of leakage changes very quickly over time, it can be concluded that a refueling process is in progress. A rapid change in the amount of leakage can not be caused by tolerances of the components.
Wird an Hand der sich plötzlich ändernden Parameter ein Tankvorgang erkannt, so kann aus der Richtung der Änderung der Differenzspannung auf die Richtung der Änderung der Viskosität geschlossen werden. Wird die Differenzspannung und damit die Leckage größer, so wurde ein Kraftstoff mit niederer Viskosität getankt.If a refueling process is detected on the basis of the suddenly changing parameters, it is possible to deduce the direction of the change in viscosity from the direction of the change in the differential voltage. If the differential voltage and thus the leakage increase, a fuel with low viscosity was fueled.
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