DE102019105924A1 - Method for calibrating an engine control unit, engine control unit and virtual test bench - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Motorsteuergeräts (1), ein Motorsteuergerät (1) und einen virtuellen Prüfstand.Das erfindungsgemäße Verfahren zur virtuellen Kalibrierung eines Motorsteuergeräts (1) für einen Verbrennungsmotor umfasst die Schritte a) Erfassen von mindestens 4 Injektorsignalen, b) Auswahl eines relevanten Injektorsignals, c) Ausgabe einer Einspritzdauer basierend auf dem relevanten Injektorsignal.The invention relates to a method for calibrating an engine control unit (1), an engine control unit (1) and a virtual test bench.The inventive method for virtual calibration of an engine control unit (1) for an internal combustion engine comprises the steps of a) detecting at least 4 injector signals, b) Selecting a relevant injector signal; c) outputting an injection duration based on the relevant injector signal.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Motorsteuergeräts, ein Motorsteuergerät und einen virtuellen Prüfstand.The invention relates to a method for calibrating an engine control unit, an engine control unit and a virtual test bench.

Die DE102017105469A1 offenbart Verfahren zur Bedatung einer Steuerung eines Verbrennungsmotors.The DE102017105469A1 discloses methods for controlling a control of an internal combustion engine.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur virtuellen Kalibrierung eines Motorsteuergeräts für einen Verbrennungsmotor umfasst die Schritte a) Erfassen von mindestens 4 Injektorsignalen, b) Auswahl eines relevanten Injektorsignals, c) Ausgabe einer Einspritzdauer basierend auf dem relevanten Injektorsignal.The inventive method for virtual calibration of an engine control unit for an internal combustion engine comprises the steps of a) detecting at least 4 injector signals, b) selecting a relevant injector signal, c) outputting an injection duration based on the relevant injector signal.

Die Kalibrierung von Motorsteuergeräten erfolgt immer häufiger in virtuellen Testumgebungen. Eine virtuelle Testumgebung besteht dabei aus realen und virtuellen Komponenten. Bei virtuellen Komponenten wird dabei ein Zustand simuliert und der virtuellen Testumgebung zur Verfügung gestellt. Der Zustand der realen Komponenten wird der virtuellen Testumgebung direkt zur Verfügung gestellt. Beispielsweise kann die virtuelle Testumgebung einen virtuellen Verbrennungsmotor und/oder ein virtuelles Fahrzeug und/oder virtuelle Injektoren und/oder ein virtuelle Getriebe enthalten, deren Zustände simuliert werden.The calibration of engine control units takes place more and more frequently in virtual test environments. A virtual test environment consists of real and virtual components. For virtual components, a state is simulated and made available to the virtual test environment. The state of the real components is provided directly to the virtual test environment. For example, the virtual test environment may include a virtual combustion engine and / or a virtual vehicle and / or virtual injectors and / or a virtual transmission whose conditions are simulated.

Diese Methode wird auch als Hardware in the Loop oder HiL bezeichnet. Dabei kann beispielsweise ein reales Motorsteuergerät zuverlässig und schnell in einer virtuellen Testumgebung kalibriert und/oder getestet werden.This method is also referred to as hardware in the loop or HiL. In this case, for example, a real engine control unit can be reliably and quickly calibrated and / or tested in a virtual test environment.

Eine Erfassung von mindestens 4 Injektorsignalen kann zu einer höheren Aktualität der Signale führen und damit zu einer stabileren und genaueren Steuerung und einer genaueren Nachbildung des realen Verhaltens im Fahrzeug. Dies kann die Zuverlässigkeit der darauf basierenden Kalibrierung des Motorsteuergerätes erheblich erhöhen.A detection of at least 4 injector signals can lead to a higher actuality of the signals and thus to a more stable and precise control and a more accurate simulation of the real behavior in the vehicle. This can significantly increase the reliability of the calibration of the engine control unit based thereon.

Vorteilhafterweise können sich die Injektoren real in der virtuellen Testumgebung befinden, um Ungenauigkeiten und/oder Verzögerungen, die sich durch eine Simulation dieser Komponenten ergeben können, zu minimieren und/oder zu verhindern.Advantageously, the injectors may be in the virtual test environment in order to minimize and / or prevent inaccuracies and / or delays that may result from simulation of these components.

Für eine zuverlässige und schnelle Kalibration einer Motorsteuerung kann ein Austausch von Signalen, die beispielsweise die Zustände der jeweiligen Komponenten betreffen, zwischen den realen und den virtuellen Komponenten der virtuellen Testumgebung unerlässlich sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Signale möglichst geringe Unsicherheiten aufweisen und wenn die Verzögerung, mit der die Signale zu Verfügung gestellt werden können, möglichst gering ist.For a reliable and fast calibration of a motor control, an exchange of signals, which concern, for example, the states of the respective components, between the real and the virtual components of the virtual test environment may be essential. It is advantageous if the signals have the lowest possible uncertainties and if the delay with which the signals can be made available as low as possible.

Das Verfahren ist insbesondere auch vorteilhaft für den Fall, dass zur Kalibrierung des Motorsteuergerätes eine Einspritzdauer berücksichtigt wird. Üblicherweise kann die Erfassung nur eines Injektorsignals während eines kompletten Arbeitszyklus des Verbrennungsmotors zu einer Verzögerung bei einer Motorregelung führen, welche durch das Motorsteuergerät durchgeführt wird. Insbesondere für dynamische Prozesse, die von der Motorsteuerung gesteuert werden sollen, ist daher eine Betrachtung von aktuellen Signalen relevant und vorteilhaft.The method is particularly advantageous for the case that an injection duration is taken into account for calibrating the engine control unit. Usually, the detection of only one injector signal during a complete operating cycle of the internal combustion engine may lead to a delay in engine control, which is performed by the engine control unit. For dynamic processes, for example, which are to be controlled by the motor controller, it is therefore relevant and advantageous to look at current signals.

Das erfindungsgemäße Motorsteuergerät für einen Verbrennungsmotor ist kalibriert durch ein erfindungsgemäßes Verfahren.The engine control device according to the invention for an internal combustion engine is calibrated by a method according to the invention.

Das erfindungsgemäße Motorsteuergerät ist besonders vorteilhaft, da insbesondere hochdynamische Regelungen von aktuellen und zustandsnahen Signalen profitieren. So kann das Motorsteuergerät in einer besonders wirklichkeitsnahen virtuellen Testumgebung kalibriert werden, was die Güte der Kalibration erhöhen und die Steuerung verbessern kann.The engine control unit according to the invention is particularly advantageous since, in particular, highly dynamic control systems profit from current and near-state signals. Thus, the engine control unit can be calibrated in a particularly realistic virtual test environment, which can increase the quality of the calibration and improve the control.

Der erfindungsgemäße virtuelle Prüfstand für ein Motorsteuergerät ist eingerichtet für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.The virtual test bench according to the invention for an engine control unit is set up for carrying out a method according to the invention.

Prüfstände, die die realen Zustände von Komponenten in einer virtuellen Testumgebung zuverlässig, genau und zeitlich hochaufgelöst darstellen, sind vorteilhaft für die Kalibrierung eines Prüflings. Hierbei kann es sich bei dem Prüfling um ein Motorsteuergerät handeln. So kann es zu einer genaueren Kalibrierung einer Motorsteuerung kommen, was sich in einer höheren Effizienz der Motorsteuerung auswirken kann.Test rigs that display the real states of components in a virtual test environment reliably, precisely and with high temporal resolution are advantageous for the calibration of a test object. This may be the test specimen is an engine control unit. This can lead to a more accurate calibration of a motor control, which can result in a higher efficiency of the engine control.

Die abhängigen Ansprüche beschreiben weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.The dependent claims describe further advantageous embodiments of the invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele werden anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Dabei zeigt

  • 1 schematisch einen Aufbau eines virtuellen Prüfstandes und
  • 2 ein Diagramm, das die Abhängigkeit eines relevanten Injektorsignals von einem Kurbelwinkel, einem Eventwindow und einem Signaldelay darstellt.
Preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the following figures. It shows
  • 1 schematically a structure of a virtual test bench and
  • 2 a diagram illustrating the dependency of a relevant injector signal of a crank angle, an Eventwindow and a signal delay.

1 zeigt schematisch den Aufbau eines virtuellen Prüfstandes. Dabei sind die realen Komponenten der virtuellen Testumgebung das Motorsteuergerät 1 mit einer Leerlaufsteuerung 2 und 4 Injektoren 3. Die virtuellen Komponenten der virtuellen Testumgebung sind das Hardware in the Loop System 4 mit einer Motorsimulation 7, einer Kurbelwinkelsimulation 9, einem Auswahlalgorithmus 6 und einem Signalgenerator 5. 1 schematically shows the structure of a virtual test bench. The real components of the virtual test environment are the engine control unit 1 with an idle control 2 and 4 injectors 3 , The virtual components of the virtual Test environment is the hardware in the loop system 4 with a motor simulation 7 , a crank angle simulation 9 , a selection algorithm 6 and a signal generator 5 ,

Das erfindungsgemäße Verfahren für die virtuelle Kalibrierung der Motorsteuerung 1 umfasst dabei die Schritte a) Erfassen von mindestens 4 Injektorsignale, b) Auswahl eines relevanten Injektorsignals und c) Ausgabe einer Einspritzdauer basierend auf dem relevanten Injektorsignal.The inventive method for the virtual calibration of the engine control 1 comprises the steps of a) detecting at least 4 Injector signals, b) selecting a relevant injector signal, and c) outputting an injection duration based on the relevant injector signal.

Die Auswahl des relevanten Injektorsignals geschieht dabei mittels eines Auswahlalgorithmus 6. Die Einbeziehung von mindestens 4 Injektorsignalen kann dabei zu einer größeren Genauigkeit einer ausgegeben Einspritzdauer führen. Die größere Genauigkeit bezieht sich dabei auf die Differenz zwischen der ausgegeben Einspritzdauer und der Einspritzdauer, die die virtuelle Testumgebung zu einem Anfragezeitpunkt der Motorsteuerung aufweist. Eine geringe Differenz kann hierbei zu einer vorteilhaften genaueren Kalibrierung und damit zu einer bedarfsgerechteren Motorsteuerung führen.The selection of the relevant injector signal is done by means of a selection algorithm 6 , The inclusion of at least 4 injector signals can lead to a greater accuracy of an output injection duration. The greater accuracy refers to the difference between the injection duration and the injection duration that the virtual test environment has at a request time of the engine control. A small difference can lead to an advantageous more accurate calibration and thus to a more demand-driven engine control.

Zudem wird die Einspritzdauer mindestens 2 mal pro 360 Grad Kurbelwinkel ausgegeben. Dabei werden Signale aus der Kurbelwinkelsimulation 9 verwendet, um den aktuell simulierten Kurbelwinkel zu bestimmen. Eine häufige Ausgabe der Einspritzdauer erhöht dabei die Genauigkeit der Kalibrierung, da für jeden Kurbelwinkel in der virtuellen Testumgebung die ausgegebene Einspritzdauer auf dem Signal des aktiven Injektors basiert.In addition, the injection duration is at least 2 times spent per 360 degrees crank angle. This will be signals from the crank angle simulation 9 used to determine the currently simulated crank angle. Frequent injection duration increases the accuracy of the calibration because for each crank angle in the virtual test environment, the injected injection duration is based on the active injector signal.

Zudem umfasst das Verfahren den Schritt d) Regelung eines Leerlaufreglers basierend auf Schritt c).In addition, the method comprises the step d) regulation of an idle controller based on step c).

Insbesondere sehr dynamische regelnde Komponenten, wie beispielsweise Leerlaufregler einer Motorsteuerung profitieren stark von aktuellen Parametern, wenn diese zur Regelung benutzt werden. So können beispielsweise Schwingungen in der Regelung verringert und/oder verhindert werden.In particular, very dynamic regulatory components, such as idle controllers of a motor controller, benefit greatly from current parameters when used for control. For example, vibrations in the control can be reduced and / or prevented.

Das erfindungsgemäße Motorsteuergerät für einen Verbrennungsmotor, ist kalibriert durch ein erfindungsgemäßes Verfahren.The engine control unit according to the invention for an internal combustion engine is calibrated by a method according to the invention.

Der erfindungsgemäße virtuelle Prüfstand für ein Motorsteuergerät, ist eingerichtet für die Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens.The virtual test bench according to the invention for an engine control unit is set up for carrying out a method according to the invention.

2 zeigt ein Diagramm das die Abhängigkeit eines relevanten Injektorsignals von einem Kurbelwinkel 9, einem Eventwindow 15 und einem Signaldelay 16 darstellt. Dargestellt sind Abschnitte mit jeweils 180° Kurbelwinkel, was einem viertel Arbeitszyklus eines Zylinders entspricht. Zusätzlich sind die oberen Totpunkte der 4 Zylinder, 1. Zylindertotpunkt 11, 4. Zylindertotpunkt 12, 2. Zylindertotpunkt 13 und 3. Zylindertotpunkt 14 für den jeweiligen Kurbelwinkel 9 dargestellt. 2 a diagram shows the dependence of a relevant injector signal of a crank angle 9 , an eventwindow 15 and a signal delay 16 represents. Shown are sections with each 180 ° crank angle, which corresponds to a quarter duty cycle of a cylinder. In addition, the top dead centers are the 4 Cylinder, 1 , Zylindertotpunkt 11 . 4 , Zylindertotpunkt 12 . 2 , Zylindertotpunkt 13 and 3 , Zylindertotpunkt 14 for the respective crank angle 9 shown.

Das erfindungsgemäße Verfahren berücksichtigt für die Auswahl des relevanten Injektorsignals einen Kurbelwellenwinkel 9. Dabei werden die mindestens 4 Injektoren getrennt kurbelwinkelabhängig betrachtet. So ergeben sich beispielsweise Kurbelwinkelbereiche in denen das Signal der jeweiligen Injektoren verwendet wird für den 1. Injektor 17, den 4. Injektor 18, den 2. Injektor 19 und den 3. Injektor 20 für zugehörige Kurbelwinkel 9.The method according to the invention takes into account a crankshaft angle for the selection of the relevant injector signal 9 , The at least 4 injectors are considered separately dependent on the crank angle. Thus, for example, crank angle ranges in which the signal of the respective injectors is used for the first injector arise 17 , the 4th injector 18 , the 2nd injector 19 and the 3 , injector 20 for associated crank angle 9 ,

Dies ist vorteilhaft, da so für einen Kurbelwinkelbereich ein relevantes Injektorsignal bestimmt werden kann, was zu einer stabileren und genaueren Kalibrierung eines Motorsteuergeräts führen kann. Dies kann die Effizienz eines gesteuerten Verbrennungsmotors erhöhen.This is advantageous since a relevant injector signal can thus be determined for a crank angle range, which can lead to a more stable and accurate calibration of an engine control unit. This can increase the efficiency of a controlled internal combustion engine.

Zudem berücksichtigt das erfindungsgemäße Verfahren für die Auswahl des relevanten Injektorsignals ein Eventwindow 15. Dieses definiert einen Kurbelwinkelbereich, in dem mögliche Injektorsignale liegen können.In addition, the method according to the invention for the selection of the relevant injector signal takes into account an eventwindow 15 , This defines a crank angle range in which possible injector signals may lie.

Dies ist vorteilhaft, da so für einen Kurbelwinkelbereich nur definierte Injektorsignale berücksichtigt werden, was die Stabilität einer Kalibrierung und/oder einer Steuerung eines Motorsteuergeräts erhöhen kann.This is advantageous since only defined injector signals are taken into account for a crank angle range, which can increase the stability of a calibration and / or a control of an engine control unit.

Zudem berücksichtigt das erfindungsgemäße Verfahren für die Auswahl des relevanten Injektorsignals ein Signaldelay 16.In addition, the method according to the invention takes into account a signal delay for the selection of the relevant injector signal 16 ,

Dies ist vorteilhaft, da das Signaldelay 16 den betrachteten Kurbelwinkelbereich, für den ein relevantes Injektorsignal ausgewählt werden soll, ggf. verschieben kann. Eine Berücksichtigung des Signaldelays 16 kann somit zu einer erhöhten Präzision bei der Ausgabe einer Einspritzdauer führen. Dies kann zu einer vorteilhaften erhöhten Stabilität einer Kalibrierung und/oder einer Steuerung eines Motorsteuergeräts führen.This is advantageous because the signal delay 16 the considered crank angle range for which a relevant injector signal is to be selected, if necessary, can move. A consideration of the signal delay 16 can thus lead to increased precision in the output of an injection duration. This can lead to an advantageous increased stability of calibration and / or control of an engine control unit.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102017105469 A1 [0002]DE 102017105469 A1 [0002]

Claims (8)

Verfahren zur virtuellen Kalibrierung eines Motorsteuergeräts (1) für einen Verbrennungsmotor umfassend die Schritte a) Erfassen von mindestens 4 Injektorsignalen, b) Auswahl eines relevanten Injektorsignals, c) Ausgabe einer Einspritzdauer basierend auf dem relevanten Injektorsignal.Method for virtual calibration of an engine control unit (1) for an internal combustion engine comprising the steps of a) detecting at least 4 injector signals, b) selecting a relevant injector signal, c) outputting an injection duration based on the relevant injector signal. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Auswahl des relevanten Injektorsignals ein Kurbelwellenwinkel (9) berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein for the selection of the relevant injector signal, a crankshaft angle (9) is taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Auswahl des relevanten Injektorsignals ein Eventwindow berücksichtigt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein an event window is taken into account for the selection of the relevant injector signal. Verfahren nach Anspruch 3, wobei für die Auswahl des relevanten Injektorsignals ein Signaldelay berücksichtig wird.Method according to Claim 3 , wherein for the selection of the relevant injector signal, a signal delay is taken into account. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einspritzdauer mindestens 2 mal pro 360 Grad Kurbelwinkel (9) ausgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the injection duration is output at least twice per 360 degrees crank angle (9). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt d) Regelung eines Leerlaufreglers (2) basierend auf Schritt c).Method according to one of the preceding claims, comprising the step d) controlling an idle controller (2) based on step c). Motorsteuergerät (1) für einen Verbrennungsmotor, kalibriert durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Engine control unit (1) for an internal combustion engine, calibrated by a method according to one of the preceding claims. Virtueller Prüfstand für ein Motorsteuergerät, welcher eingerichtet ist für die Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1-6.Virtual test stand for an engine control unit, which is set up for carrying out a method according to one of Claims 1 - 6 ,
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