EP1138916A2 - Verfahren zur Korrektur der Ansteuerspannung eines elektrisch betriebenen Aktors eines Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor - Google Patents
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- EP1138916A2 EP1138916A2 EP01104673A EP01104673A EP1138916A2 EP 1138916 A2 EP1138916 A2 EP 1138916A2 EP 01104673 A EP01104673 A EP 01104673A EP 01104673 A EP01104673 A EP 01104673A EP 1138916 A2 EP1138916 A2 EP 1138916A2
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/3809—Common rail control systems
Definitions
- the invention is based on a method for correcting the Control voltage of an electrically operated actuator Injector for an internal combustion engine according to the Genus of the main claim. It is already known at Common rail injection systems to use injectors which a piezoelectric actuator for indirect actuation use a nozzle needle. The actuator comes with a Control voltage activated and actuated with the help of its Change in length of the injector nozzle needle. The The control voltage must match the current one Pressure ratios in the common rail system can be adjusted because otherwise no or no satisfactory injection of the fuel takes place. Furthermore, it is required the drive voltage at high speed to adapt to the given conditions and if possible to change injection synchronously.
- the inventive method for correcting the Control voltage of an electrically operated actuator Injector for an internal combustion engine with the characteristic features of the main claim has the compared to the advantage that an injection-synchronous correction the control voltage occurs through certain offset values. It is particularly advantageous that the voltage correction is based on is based on a universal functional structure and not knowledge of the dependence on individuals Operating parameters such as rail pressure, temperature or the like needs and essentially in sync with Fuel injection runs. This is the procedure universally applicable and requires in an advantageous manner no complex adjustments to individual engine types or Injection systems.
- This Adaptation factor takes into account the individual operating and Environmental parameters and can easily be for one certain system type, for example, found empirically become.
- the Adjustment factor is an optimal correction of the Control voltage possible.
- the selected offset values become advantageous synchronized with the control voltage to the control circuit transferred so that the desired drive voltage for Control of the actuator is available directly.
- FIG. 1 An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained.
- the figure shows a block diagram of a Control circuit.
- the figure shows a basic block diagram, according to which the offset values for the control voltage U a are formed.
- n values for the offset voltage from the past are stored, n being an arbitrarily selected positive integer.
- the stored offset values thus contain the respective maximum Mx and minimum Mn with which the previous control voltages U a were formed.
- Y offset values are now fed to the comparators 2 and 4, the comparator 2 looking for the maximum Mx and the comparator 4 for the minimum Mn.
- Y is a predetermined number for the offset values to be checked.
- the maximum offset value is then available at the output of the comparator 2 and the minimum offset value is available for further processing at the output of the comparator 4.
- a correction element 3 is provided with which a factor k that can be applied depending on the vehicle or engine type can be determined.
- the output of the correction element 3 is fed to an input of a multiplier 5 or 6.
- the output of the comparators 2 and 4 is routed to this multiplier 5, 6, so that the minimum and maximum offset values Mx and Mn can be adapted with the factor k of the correction element 3.
- the weighted offset values are then available at the output of multipliers 5 and 6, which are limited in limitation stages 7 and 8.
- a certain number of offset values for example U 1 , U 2 etc., are determined, which lie between the weighted limit values Umax or Umin at the outputs of the multipliers 5, 6.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Korrektur der
Ansteuerspannung eines elektrisch betriebenen Aktors eines
Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor vorgeschlagen,
bei dem die Ansteuerspannung einspritzsynchron an aktuelle
Betriebsparameter angepaßt werden kann, indem zu dem
Basisspannungswert eine Offset-Spannung addiert wird. Dabei
werden die verfügbaren Offset-Werte in Abhängigkeit der bei
vorangegangenen Ansteuerungen erforderlichen Offset-Werte
bestimmt. Aus den zuletzt gespeicherten Offset-Werten wird
jeweils der Maximal- und Minimalwert aussortiert und daraus
die Bandbreite für die neuen Offset-Werte bestimmt.
Description
Die Erfindung geht aus von einem Verfahren zur Korrektur der
Ansteuerspannung eines elektrisch betriebenen Aktors eines
Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor nach der
Gattung des Hauptanspruches. Es ist schon bekannt, bei
Common-Rail-Einspritzsystemen Einspritzventile zu verwenden,
die einen piezoelektrischen Aktor zur indirekten Betätigung
einer Düsennadel verwenden. Der Aktor wird dabei mit einer
Ansteuerspannung aktiviert und betätigt mit Hilfe seiner
Längenänderung die Düsennadel des Einspritzventils. Die
Ansteuerspannung muß dabei auf die momentanen
Druckverhältnisse im Common-Rail-System angepaßt werden, da
ansonsten keine oder keine zufriedenstellende Einspritzung
des Kraftstoffs stattfindet. Des weiteren ist es
erforderlich, die Ansteuerspannung mit hoher Geschwindigkeit
an die gegebenen Verhältnisse anzupassen und möglichst
einspritzsynchron zu verändern. In der Praxis ist dies
jedoch schwierig, da die Daten für die Ansteuerspannung in
der Regel über eine serielle Schnittstelle an eine
Ansteuerschaltung geführt werden, die mit einem gewissen
Zeittakt von z. B. 20 bzw. 100 Millisekunden übertragen
werden. Es hat sich herausgestellt, daß sich innerhalb
dieser Zeitspanne die aktuellen Betriebaparameter und damit
die Einspritzbedingungen schon geändert haben können.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Korrektur der
Ansteuerspannung eines elektrisch betriebenen Aktors eines
Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor mit den
kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat dem
gegenüber den Vorteil, daß eine einspritzsynchrone Korrektur
der Ansteuerspannung durch gewisse Offsetwerte erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist, daß die Spannungskorrektur auf
der Grundlage einer universellen Funktionsstruktur beruht
und nicht der Kenntnis der Abhängigkeit von einzelnen
Betriebsparametern, wie Raildruck, Temperatur oder ähnlichen
bedarf und im wesentlichen synchron zur
Kraftstoffeinspritzung verläuft. Dadurch ist das Verfahren
universell anwendbar und erfordert in vorteilhafter Weise
keine aufwendigen Anpassungen an einzelne Motortypen oder
Einspritzsysteme.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten
Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und
Verbesserungen des nach dem Hauptanspruch angegebenen
Verfahrens möglich. Besonders vorteilhaft ist, daß die
Offset-Werte der vergangenen Ansteuerungen gespeichert
wurden und aus dem Verlauf dieser gespeicherten Offsetwerte
eine Bandbreite für den Bereich festgelegt wird, in dem die
nächste Ansteuerspannung liegen soll. Durch die
Aussortierung der ältesten Offsetwerte können auf einfache
Weise die neuen Offset-Werte nachgeführt werden. Durch die
permanente Nachführung der Offsetwerte erfolgt automatisch
eine Anpassung an die aktuellen Erfordernisse.
Günstig ist auch, daß die aussortierten Offsetwerte mit
einem Anpassungsfaktor multipliziert werden. Dieser
Anpassungsfaktor berücksichtigt die einzelnen Betriebs- und
Umweltparameter und kann auf einfache Weise für einen
bestimmten Systemtyp beispielsweise empirisch gefunden
werden. Insbesondere auch durch eine variable Festlegung des
Anpassungsfaktors ist eine optimale Korrektur der
Ansteuerspannung möglich.
Mit Hilfe der Offsetwerte läßt sich auf einfache Weise die
erforderliche Ansteuerspannung für den Aktor bilden, die zur
Berücksichtigung aller Parameter erforderlich ist.
Die ausgewählten Offset-Werte werden vorteilhaft
zeitsynchron mit der Ansteuerspannung an die Steuerschaltung
übertragen, so daß die gewünschte Ansteuerspannung zur
Steuerung des Aktors direkt zur Verfügung steht.
Da sich der Raildruck in einem Common-Rail System sehr
schnell ändern kann, ist eine dynamische Anpassung der
Ansteuerspannung erforderlich.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Die Figur zeigt ein Blockschaltbild einer
Ansteuerschaltung.
Die Figur zeigt ein prinzipielles Blockschaltbild, nach dem
die Offsetwerte für die Ansteuerspannung Ua gebildet werden.
In einem Speicher 1 sind n Werte für die Offset-Spannung aus
der Vergangenheit gespeichert, wobei n eine beliebig
gewählte positve, ganze Zahl sein kann. Die gespeicherten
Offsetwerte enthalten somit das jeweilige Maximum Mx und
Minimum Mn, mit dem die vorherigen Ansteuerspannungen Ua
gebildet wurden. Aus der Vielzahl der gespeicherten Offset-werte
werden nun Y Offsetwerte den Komparatoren 2 und 4
zugeführt, wobei der Komparator 2 aus diesen Werten das
Maximum Mx und der Komparator 4 das Minimum Mn heraussucht.
Y ist dabei eine vorgegebene Zahl für die zu überprüfenden
Offset-Werte. Am Ausgang des Komparators 2 steht dann der
maximale Offsetwert und am Ausgang des Komparators 4 der
minimale Offsetwert für die Weiterverarbeitung zur
Verfügung.
Weiterhin ist ein Korrekturglied 3 vorgesehen, mit dem ein
je nach Fahrzeug- oder Motortyp applizierbarer Faktor k
festlegbar ist. Der Ausgang des Korrekturgliedes 3 ist auf
einen Eingang eines Multiplizierers 5 bzw. 6 geführt.
Desweiteren ist auf diesen Multiplizierer 5, 6 der Ausgang
der Komparatoren 2 bzw. 4 geführt, so daß der minimale bzw.
maximale Offsetwert Mx bzw. Mn mit dem Faktor k des
Korrekturgliedes 3 angepaßt werden kann. Am Ausgang der
Multiplizierer 5 bzw. 6 stehen dann die gewichteten Offset-Werte
zur Verfügung, die in Begrenzungsstufen 7 und 8
begrenzt werden. In einem nachgeschalteten Modul 9 wird eine
gewisse Anzahl von Offset-Werten, beispielsweise U1, U2 usw.
bestimmt, die zwischen den an den Ausgängen der
Multiplizierer 5, 6 liegenden gewichteten Grenzwerten Umax
bzw. Umin liegen. Diese Werte können in Abhängigkeit von den
Betriebsparametern gewählt sein und sind vorzugsweise im
Ansteuerbaustein der Ansteuerschaltung gespeichert. Sie
stehen dann zur Bildung der Ansteuerspannung
einspritzsynchron zur Verfügung.
Mit der Bestimmung des Maximums und des Minimums der letzten
y tatsächlich ausgewählten Offsetwerte ist sichergestellt,
daß die Bandbreite der Offsetwerte immer den tatsächlichen,
aktuellen Erfordernissen entspricht. Dabei ist bereits
berücksichtigt, daß zum Vorhalt gegenüber schnellen Rail-Druckänderungen
der applizierbare Faktor des
Korrekturgliedes 3 enthalten ist. Die Begrenzung durch die
Bandbreite stellt sicher, daß einerseits Ausreißer von
Meßwerten, beispielsweise aufgrund von Störungen eliminiert
werden. Andererseits kann die Bandbreite nicht zu klein
werden, weil beispielsweise bei zurückliegenden y
Ansteuerungen keine bzw. nur minimale Offset-Spannungen
erforderlich waren.
Claims (9)
- Verfahren zur Korrektur der Ansteuerspannung (Ua) eines elektrisch betriebenen Aktors eines Einspritzventils für einen Verbrennungsmotor, wobei die Ansteuerspannung (Ua) in Abhängigkeit von Betriebsbedingungen des Einspritzventils und/oder des Verbrennungsmotors erhöht oder erniedrigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß Offset-Werte für die Ansteuerspannung (Ua) aus der Vergangenheit gespeichert werden, daß aus der Vielzahl der gespeicherten Offset-Werte der höchste und der niedrigste Offset-Wert (Mx, Mn) aussortiert wird und daß die aussortierten beiden Offset-Werte (Mx, Mn) eine maximale Bandbreite für die Offset-Werte bilden, die für eine nachfolgende Ansteuerung und dabei erforderliche Anpassung der Ansteuerspannung (Ua) zur Verfügung steht.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach jeder neuen Ansteuerung des Aktors die neuen Offset-Werte gespeichert werden, wobei das älteste Offset-Paar aus der Rechnung eliminiert wird, und daß aus den verbliebenen Offset-Werten erneut der höchste und niedrigste Offset-Wert bestimmt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daßdie aussortierten Offset-Werte (Mx, Mn) mit einem Anpassungsfaktor (K) multipliziert werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungsfaktor (K) in Abhängigkeit von System- und/oder Betriebsbedingungen gewählt wird.
- Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungsfaktor (K) in Abhängigkeit von Umweltbedingungen gewählt wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Anpassungsfaktor (K) variabel ist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem maximalen und dem minimalen gewichteten Offset-Wert (Umax, Umin) weitere Korrekturwerte für die Ansteuerspannung (U1, U2) gebildet werden, die zwischen den beiden Grenzwerten (Umax, Umin) liegen.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ausgewählten Offset-Werte vorzugsweise Zeitsynchron mit einer Soll-Ansteuerspannung an einen Ansteuerbaustein übertragen werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sollwert der Ansteuerspannung in Abhängigkeit vom Raildruck in einem Common-Rail-System gewählt wird.
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