WO2017153119A1 - Ermitteln der remanenz eines kraftstoffinjektors - Google Patents

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    • H01F7/1844—Monitoring or fail-safe circuits

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of controlling fuel injectors.
  • the present invention relates to a method for determining a remanence of a fuel injector having a solenoid actuator for an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • the present invention also relates to a motor controller and a computer program.
  • the injectors are subjected to a specific voltage or current profile for operation.
  • Boost voltage boosted voltage
  • This voltage pulse is terminated when the coil current reaches a certain current value (so-called peak current).
  • peak current a certain current value
  • observer models are used, among other things. Knowing the voltage and current profile of the injector of the Mag ⁇ netleitersschreib, the applied magnetic force and thus the opening and closing time of the injector can be determined.
  • the models must include respect the real description of the magnet system sufficiently accurate magnetization curves of In ⁇ jektors.
  • the associated B / H characteristics have remanences due to residual magnetization.
  • the object of the present invention is to enable an improved control of fuel injectors by determining model-relevant remanence values. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the vorlie ⁇ constricting invention are described in the dependent claims.
  • a method for determining a remanence of a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle comprises: (a) applying a first voltage pulse to the solenoid drive, (b) recording a first time history of the voltage and a first time history of the current flowing during the energizing of the solenoid drive with the first voltage pulse through the solenoid drive current , (c) reversing the polarity of Mag ⁇ netspulenantriebs, (d) subjecting the solenoid actuator with a second voltage pulse, (e) recording a second time profile of the voltage and a second time characteristic of the current intensity of during the application of the magnetic coil drive to the second voltage pulse by the Magnetic coil drive flowing current, (f) determining a first flow characteristic based on the first time profile of the voltage and the first time course of the current, (g) determining a second flow characteristic ba ⁇ sierend on the second time course of the spa
  • the described method is based on the finding that the remanence can be determined on the basis of two flow characteristics, which were respectively determined in the case of magnetization in opposite directions, by arranging the flow characteristics in a flow-current or Psi-I coordinate system such that the physical condition that the fuel injector in both magnetizations must assume the same overall magnetization, is met.
  • the flux characteristics are arranged to overlap in the range of maximum values of the chained magnetic flux (and current). If the flux curves then diverge in other areas, this is due to residual magnetization
  • polarity reversal refers to a process that causes a sign change in the voltage applied to the fuel injector
  • “Umpolen” can thus be done in various ways, for example, by exchanging the battery terminals or by inverting the voltage.
  • the method according to this aspect basically consists of two magnetization processes and a post-processing of the data acquired during these magnetization operations a first voltage pulse acted upon and during which the first time course of Spu ⁇ lenstromes and the coil voltage is recorded (that is, sampled at regular time intervals and stored). Then the polarity reversal takes place and the fuel injector is (again) subjected to a second voltage pulse and during this time the second time profile of the coil current and the coil voltage is recorded.
  • the process may be carried out in particular directly from a MotorCon ⁇ ercuit which thereafter nenzwert the particular Rema ⁇ in driving the Kraftstoffinj ector may take into account to improve the precision of the injection times and the injection quantity inputs.
  • the loading of the remanence ⁇ agree to determining the difference between the first flow characteristic and the second flow characteristic at a current of 0A.
  • This difference corresponds to the remanence flux of the entire magnetic circuit.
  • the remanence is symmetrical with respect to the zero point, ie each half is positive and negative.
  • the coercive force is symmetrical represented. It indicates the current at which one can achieve a zero magnetization of the entire system during polarity reversal.
  • the determination of the first flux characteristic has an integration of a first function, which includes the first voltage pulse, a coil resistance and the first time profile of the first
  • U (t) denotes the electrical voltage as a function of time
  • I (t) the electric current as a function of time
  • Rs pu e e the electrical resistance of the coil.
  • the formula can thus be used for determining the first / second flow characteristic by using the first / second voltage pulse as U (t) and the first / second time profile as I (t).
  • the duration of the first voltage pulse is so long that the
  • the voltage is applied so long that towards the end of the respective voltage pulse, a substantially constant current flows through the magnetic coil.
  • the time duration of the first voltage pulse is preferably equal to the time duration of the second voltage pulse.
  • the method further comprises determining the coil resistance based on the voltage of the first and / or second voltage pulses and the saturation value of the current.
  • the voltage of the first and / or second voltage pulse is chosen so that substantially no dynamic eddy current effects occur.
  • the voltage is lower than the voltages typically used in driving the fuel injector.
  • the voltage of the first and / or the second voltage pulse is between 3V and 9V, in particular around 6V.
  • This embodiment relates to a fuel injector ⁇ for a vehicle with a battery voltage of 12V, typically using a higher voltage (boost voltage) of, for example, 65V for opening the Kraftstoffinj is used.
  • boost voltage boost voltage
  • an engine control system for a vehicle configured to use a method according to the first aspect and / or one of the above embodiments is described.
  • This motor control thus makes it possible to determine reflectors and use reflectors in the control of Kraftstoffinj, for example in models for determining the opening and / or closing times in a simple way the remanence values for existing in a vehicle power ⁇ stoffinj.
  • a computer program which, when executed by a processor, is arranged according to the first method Aspect and / or one of the above embodiments perform.
  • the computer program may be implemented as a computer-readable instruction code in any suitable programming language such as JAVA, C ++, etc.
  • the computer program can be stored on a computer-readable storage medium (CD-ROM, DVD, Blu-ray Disc, removable drive, volatile or non-volatile memory, built-in memory / processor, etc.).
  • the instruction code may program a computer or other programmable device such as, in particular, an engine control unit of a motor vehicle to perform the desired functions.
  • the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed.
  • the invention can be implemented both by means of a computer program, i. software, as well as by means of one or more special electrical circuits, i. in hardware or in any hybrid form, i. using software components and hardware components.
  • FIG. 1 shows time profiles of the coil current of a
  • FIG. 2 shows characteristic curves for a linked magnetic flux according to the time profiles of the coil current shown in FIG. 1, the characteristic curves being arranged according to the invention.
  • FIG. 1 shows time profiles of the coil current of a fuel injector when carrying out a method according to the invention. More specifically, to Figure 1 a first time current curve 1, which was characterized ⁇ with a first voltage pulse during Beauf businessess of a fuel injector.
  • the first voltage pulse (not shown) has a voltage of about 6V and a duration of about 19ms. Virtually no dynamic eddy current effects occur with this first voltage pulse and the saturation current I s (about 2.8 A) is reached after about half of the pulse duration.
  • the solenoid drive is reversed and with a second voltage pulse is applied, which is preferably equal to the first voltage pulse.
  • the corresponding second temporal current profile 2 is also shown in FIG.
  • each flow characteristic represents a relationship between concatenated magnetic flux and coil current.
  • the resistance Rs p uie may be predetermined (for example by La ⁇ borunk) or it may be defined as the ratio between the pulse voltage and the saturation current I s can be calculated.
  • FIG. 2 shows characteristic curves 3 and 4 for a linked magnetic flux according to the time profiles shown in FIG.
  • the first characteristic curve 3 has been plotted in the coordinate system shown so that the calculated values of the flux match the corresponding values of the current intensity.
  • the second characteristic curve 4 was drawn in such a way that it superimposed the characteristic curve 3 in the area 5 on the top right. More specifically, the endpoints (at maximum current) were applied at the same location and the characteristic curve 4 was then aligned so that the overlay has been reached. Due to the residual magnetization before the polarity reversal, the characteristic curves thus arranged deviate from each other at low values of the current intensity.
  • the remanence is inventively determined as the deviation (difference) 6 between the two curves 3 and 4.
  • the remanence flux is approximately 4 mWb, that is to say approximately +/- 2 mWb relative to the zero point.
  • the method described above can be advantageously carried out by the engine control unit, both during manufacture at the factory and later during normal operation.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Remanenz eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinjektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem ersten Spannungspuls, (b) Aufzeichnen eines ersten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines ersten zeitlichen Verlaufs (1) der Stromstärke (I), (c) Umpolen des Magnetspulenantriebs, (d) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem zweiten Spannungspuls, (e) Aufzeichnen eines zweiten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines zweiten zeitlichen Verlaufs (2) der Stromstärke (I), (f) Bestimmen einer ersten Flusskennlinie (3) basierend auf dem ersten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem ersten zeitlichen Verlauf (1) der Stromstärke, (g) Bestimmen einer zweiten Flusskennlinie (4) basierend auf dem zweiten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem zweiten zeitlichen Verlauf (2) der Stromstärke, (h) Anordnen der ersten Flusskennlinie (3) und der zweiten Flusskennlinie (4) relativ zueinander, so dass sie im Bereich (5) maximaler Werte des verketteten magnetischen Flusses (ψ) und Stromes (I) einander überlagern, und (i) Bestimmen der Remanenz des Kraftstoffinjektors basierend auf einer Abweichung (6) zwischen der ersten Flusskennlinie (3) und der zweiten Flusskennlinie (4) im Bereich minimaler Werte des verketteten magnetischen Flusses (ψ) und Stromes (I). Es werden ferner eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm beschrieben.

Description

Beschreibung
Ermitteln der Remanenz eines Kraftstoffinj ektors Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren . Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Bestimmen einer Remanenz eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffin- jektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm.
Bei Betrieb von Kraftstoffinj ektoren mit Magnetspulenantrieb (auch Spuleneinspritzinj ektoren genannt) kommt es aufgrund von elektrischen und mechanischen Toleranzen zu unterschiedlichen zeitlichen Öffnungsverhalten der einzelnen Injektoren und somit zu Variationen in der jeweiligen Einspritzmenge.
Die relativen Einspritzmengenunterschiede von Injektor zu Injektor vergrößern sich bei kürzer werdenden Einspritzzeiten. Bisher waren diese relativen Mengenunterschiede klein und ohne praktische Bedeutung. Die Entwicklung in Richtung kleinere Einspritzmengen und -zeiten führt aber dazu, dass der Einfluss von den relativen Mengenunterschieden nicht mehr außer Betracht gelassen werden kann.
Die Injektoren werden für den Betrieb mit einem bestimmten zeitlichen Spannungs- bzw. Stromprofil beaufschlagt. Insbe¬ sondere wird ein Injektor erst mit einer erhöhten Spannung (Boostspannung) beaufschlagt, um den Injektor zu öffnen. Dieser Spannungspuls wird dann beendet, wenn der Spulenstrom einen bestimmten Stromwert (sogenannten Peakstrom) erreicht. Danach folgen typischerweise eine erste Haltephase, in welcher der Spulenstrom (und somit die Magnetkraft) zurückgeht, und eine zweite (eigentliche) Haltephase, in welcher der Kraftstoff¬ injektor offen gehalten wird. Um das reale Öffnungs- und Schließverhalten bestimmen zu können, kommen unter anderem Beobachtermodelle zum Einsatz. Mit Kenntnis des Spannungs- und Stromverlaufs des Injektors kann der Mag¬ netisierungszustand, die einwirkende Magnetkraft und somit die Öffnungs- und Schließzeit des Injektors bestimmt werden. Die Modelle müssen hinsichtlich der realen Beschreibung des Magnetsystems hinreichend genaue Magnetisierungskurven des In¬ jektors beinhalten. Die zugehörigen B/H-Kennlinien weisen aufgrund von Restmagnetisierung Remanenzen auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren durch Bestimmung von modellrelevanten Remanenzwerten zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorlie¬ genden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Bestimmen einer Remanenz eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem ersten Spannungspuls, (b) Aufzeichnen eines ersten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines ersten zeitlichen Verlaufs der Stromstärke des während des Beaufschlagens des Magnetspulenantriebs mit dem ersten Spannungspuls durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes, (c) Umpolen des Mag¬ netspulenantriebs, (d) Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem zweiten Spannungspuls, (e) Aufzeichnen eines zweiten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines zweiten zeitlichen Verlaufs der Stromstärke des während des Beaufschlagens des Magnetspulenantriebs mit dem zweiten Spannungspuls durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes, (f) Bestimmen einer ersten Flusskennlinie basierend auf dem ersten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem ersten zeitlichen Verlauf der Stromstärke, (g) Bestimmen einer zweiten Flusskennlinie ba¬ sierend auf dem zweiten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem zweiten zeitlichen Verlauf der Stromstärke, wobei die erste Flusskennlinie einen ersten Zusammenhang zwischen verkettetem magnetischen Fluss und Stromstärke darstellt und die zweite Flusskennlinie einen zweiten Zusammenhang zwischen verkettetem magnetischen Fluss und Stromstärke darstellt, (h) Anordnen der ersten Flusskennlinie und der zweiten Flusskennlinie relativ zueinander, so dass sie im Bereich maximaler Werte des verketteten magnetischen Flusses und Stromes einander überlagern, und (i) Bestimmen der Remanenz des Kraftstoffinj ektors basierend auf einer Abweichung zwischen der ersten Flusskennlinie und der zweiten Flusskennlinie im Bereich minimaler Werte des verketteten magnetischen Flusses und Stromes.
Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die Remanenz anhand von zwei Flusskennlinien bestimmt werden kann, die jeweils bei Magnetisierung in entgegengesetzten Richtungen bestimmt wurden, indem die Flusskennlinien in einem Fluss-Strom- bzw. Psi-I-Koordinatensystem so angeordnet sind, dass die physikalische Bedingung, dass der Kraftstoffinj ektor bei beiden Magnetisierungen insgesamt die gleiche Magnetisierung annehmen muss, erfüllt ist. Mit anderen Worten werden die Flusskennlinien so angeordnet, dass sie sich im Bereich maximaler Werte des verketteten magnetischen Flusses (und Stromes) überlagern. Wenn die Flusskennlinien dann in anderen Bereichen auseinandergehen, ist dies auf eine Restmagnetisierung
(Remanenz) zurückzuführen.
In diesem Dokument bezeichnet „Umpolen" insbesondere einen Vorgang, der zu einem Vorzeichenwechsel bei der Spannung führt, mit welcher der Kraftstoffinj ektor beaufschlagt wird. Das
„Umpolen" kann somit in verschiedenen Arten und Weisen erfolgen, zum Beispiel durch Umtauschen der Batterieanschlüsse oder durch Invertieren der Spannung. Das Verfahren gemäß diesem Aspekt besteht grundsätzlich auf zwei Magnetisierungsvorgängen und einer Nachbearbeitung der während dieser Magnetisierungsvorgänge erfassten Daten. Zuerst wird der Kraftstoffinj ektor mit einem ersten Spannungspuls beaufschlagt und währenddessen wird der erste zeitliche Verlauf des Spu¬ lenstromes und der Spulenspannung aufgezeichnet (das heißt, mit regelmäßigen zeitlichen Abständen abgetastet und gespeichert) . Dann erfolgt das Umpolen und der Kraftstoffinj ektor wird (erneut) mit einem zweiten Spannungspuls beaufschlagt und währenddessen wird der zweite zeitliche Verlauf des Spulenstroms und der Spulenspannung aufgezeichnet. Basierend auf den aufgezeichneten zeitlichen Strom- und Spannungsverläufen werden entsprechenden Flusskennlinien berechnet und relativ zueinander so angeordnet, dass sie sich im Bereich maximaler Werte von Fluss und Strom überlagern. Die Remanenz des Kraftstoffinj ektors wird dann zum Schluss basierend auf der Abweichung zwischen den angeordneten Flusskennlinien im Bereich minimaler Werte von Strom und Fluss bestimmt .
Das Verfahren kann insbesondere direkt von einem Motorsteu¬ ergerät durchgeführt werden, das danach den bestimmten Rema¬ nenzwert beim Ansteuern des Kraftstoffinj ektors berücksichtigen kann, um die Präzision der Einspritzzeiten bzw. der Ein- spritzmenge zu verbessern.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Be¬ stimmen der Remanenz ein Bestimmen der Differenz zwischen der ersten Flusskennlinie und der zweiten Flusskennlinie bei einer Stromstärke von 0A auf.
Mit anderen Worten wird die Differenz zwischen den erfindungsgemäß angeordneten Flusskennlinien für I=0A bestimmt . Diese Differenz entspricht dem Remanenzfluss des gesamten Magnet- kreises. Die Remanenz ist bezüglich dem Nullpunkt symmetrisch, d.h. je die Hälfte wirkt positiv und negativ. Somit ist auch die Koerzitivkraft symmetrisch darstellbar. Sie zeigt den Strom an, bei dem man beim Umpolen eine Nullmagnetisierung des Gesamtsystems erreichen kann. Mit diesen Kenntnissen ist es nun möglich, die für eine Simulation notwendigen Magnetisierungskennlinien iterativ so zu adaptieren, dass sich der gemessene Remanenzfluss des Magnetsystems ergibt. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Bestimmen der ersten Flusskennlinie eine Integration von einer ersten Funktion auf, die den ersten Spannungspuls, einen Spulenwiderstand und den ersten zeitlichen Verlauf der
Stromstärke aufweist, und das Bestimmen der zweiten Fluss¬ kennlinie weist eine Integration von einer zweiten Funktion auf, die den zweiten Spannungspuls, den Spulenwiderstand und den zweiten zeitlichen Verlauf der Stromstärke aufweist. Der verkettete Fluss ψ lässt sich durch folgende allgemeine Gleichung berechnen: lP(l, = /o (t/(t) - Rspule ■ t))dt .
Hier bezeichnet U(t) die elektrische Spannung als Funktion der Zeit, I (t) den elektrischen Strom als Funktion der Zeit und Rspuie den elektrischen Widerstand der Spule. Die Formel kann folglich zum Bestimmen der ersten/zweiten Flusskennlinie verwendet werden, indem der erste/zweite Spannungspuls als U(t) und der erste/zweite zeitliche Verlauf als I (t) verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Zeitdauer des ersten Spannungspulses so lang, dass die
Stromstärke einen Sättigungswert erreicht, und die Zeitdauer des zweiten Spannungspulses ist so lang, dass die Stromstärke den Sättigungswert erreicht.
Mit anderen Worten wird die Spannung so lange angelegt, dass gegen Ende des jeweiligen Spannungspulses ein im Wesentlichen konstanter Strom durch die Magnetspule fließt.
Die Zeitdauer des ersten Spannungspulses ist vorzugsweise gleich der Zeitdauer des zweiten Spannungspulses.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner ein Bestimmen des Spulenwiderstands basierend auf der Spannung des ersten und/oder zweiten Spannungspulses und dem Sättigungswert der Stromstärke auf. Mit anderen Worten wird der Spulenwiderstand basierend auf der Spannung und der Stromstärke gegen Ende von zumindest einem der Spannungspulse bestimmt, das heißt R = UP/IS, wobei UP die Spannung und Is den Sättigungsstrom bezeichnen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Spannung des ersten und/oder zweiten Spannungspulses so gewählt, dass im Wesentlichen keine dynamischen Wirbelstromeffekte auftreten.
Mit anderen Worten ist die Spannung niedriger als die Spannungen, die typisch bei der Ansteuerung vom Kraftstoffinj ektor verwendet werden .
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt die Spannung des ersten und/oder des zweiten Spannungspulses zwischen 3V und 9V, insbesondere um 6V. Dieses Ausführungsbeispiel bezieht sich auf einen Kraft¬ stoffinj ektor für ein Fahrzeug mit einer Batteriespannung von 12V, wobei typisch eine darüber erhöhte Spannung (Boostspannung) von z.B. 65V zum Öffnen des Kraftstoffinj ektors eingesetzt wird. Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Motorsteuerung für ein Fahrzeug beschrieben, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele eingerichtet ist. Diese Motorsteuerung ermöglicht es somit in einfacher Weise die Remanenzwerte für die in einem Fahrzeug vorhandenen Kraft¬ stoffinj ektoren zu ermitteln und bei der Ansteuerung der Kraftstoffinj ektoren zu verwenden, zum Beispiel in Modellen zur Ermittlung der Öffnungs- und/oder Schließzeiten.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein Computerprogramm beschrieben, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß dem ersten Aspekt und/oder einem der obigen Ausführungsbeispiele durchzuführen .
Im Sinne dieses Dokuments ist die Nennung eines solchen Com¬ puterprogramms gleichbedeutend mit dem Begriff eines Pro¬ gramm-Elements, eines Computerprogrammprodukts und/oder eines computerlesbaren Mediums, das Anweisungen zum Steuern eines Computersystems enthält, um die Arbeitsweise eines Systems bzw. eines Verfahrens in geeigneter Weise zu koordinieren, um die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verknüpften Wirkungen zu erreichen .
Das Computerprogramm kann als computerlesbarer Anweisungscode in jeder geeigneten Programmiersprache wie beispielsweise in JAVA, C++ etc. implementiert sein. Das Computerprogramm kann auf einem computerlesbaren Speichermedium (CD-Rom, DVD, Blu-ray Disk, Wechsellaufwerk, flüchtiger oder nicht-flüchtiger Speicher, eingebauter Speicher/Prozessor etc.) abgespeichert sein. Der Anweisungscode kann einen Computer oder andere programmierbare Geräte wie insbesondere ein Steuergerät für einen Motor eines Kraftfahrzeugs derart programmieren, dass die gewünschten Funktionen ausgeführt werden. Ferner kann das Computerprogramm in einem Netzwerk wie beispielsweise dem Internet bereitgestellt werden, von dem es bei Bedarf von einem Nutzer heruntergeladen werden kann.
Die Erfindung kann sowohl mittels eines Computerprogramms, d.h. einer Software, als auch mittels einer oder mehrerer spezieller elektrischer Schaltungen, d.h. in Hardware oder in beliebig hybrider Form, d.h. mittels Software-Komponenten und Hardware-Komponenten, realisiert werden.
Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände be¬ schrieben wurden. Insbesondere sind einige Ausführungsformen der Erfindung mit Verfahrensansprüchen und andere Ausführungsformen der Erfindung mit Vorrichtungsansprüchen beschrieben. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
Figur 1 zeigt zeitliche Verläufe des Spulenstroms eines
Kraftstoffinj ektors beim Durchführen eines erfin- dungsgemäßen Verfahrens.
Figur 2 zeigt Kennlinien für verketteten magnetischen Fluss entsprechend den in Figur 1 gezeigten zeitlichen Verläufen des Spulenstroms, wobei die Kennlinien erfindungsgemäß angeordnet sind.
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mög- liehen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
Die Figur 1 zeigt zeitliche Verläufe des Spulenstroms eines Kraftstoffinj ektors beim Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens. Spezifischer zeigt die Figur 1 einen ersten zeitlichen Stromverlauf 1, der während Beaufschlagens eines Kraftstoffinj ektors mit einem ersten Spannungspuls aufge¬ zeichnet wurde. Der erste Spannungspuls (nicht gezeigt) weist dabei eine Spannung von ca. 6V und eine Zeitdauer von ca. 19ms auf. Mit diesem ersten Spannungspuls treten so gut wie keine dynamischen Wirbelstromeffekte auf und der Sättigungsstrom Is (ca. 2,8A) wird schon nach etwa der Hälfte von der Pulsdauer erreicht. Nach diesem ersten Magnetisierungsvorgang wird der Magnetspulenantrieb umgepolt und mit einem zweiten Spannungspuls beaufschlagt, der vorzugsweise gleich dem ersten Spannungspuls ist. Der entsprechende zweite zeitliche Stromverlauf 2 ist auch in der Figur 1 gezeigt und es kann erkannt werden, dass der zweite zeitliche Stromverlauf 2 in Vergleich mit dem ersten Stromverlauf 1 aufgrund einer vorhandenen Restmagnetisierung bzw. Remanenz leicht verzögert ist, das heißt, dass die Stromstärke nach der Umpolung nicht ganz so schnell ansteigt wie bei dem ersten Spannungspuls . Die zeitliche Stromverläufe 1 und 2 werden nun erfindungsgemäß verarbeitet. Insbesondere werden anhand der beiden Stromverläufe jeweils eine erste Flusskennlinie und eine zweite Flusskennlinie bestimmt, zum Beispiel durch Berechnung des verketteten magnetischen Flusses lP(l, = /o (t/(t) - Rspule ■ /(t))dt,
wobei U(t) die elektrische Spannung, I (t) die Stromstärke und Rspuie den elektrischen Widerstand der Magnetspule bezeichnen. Dabei stellt jede Flusskennlinie einen Zusammenhang zwischen verkettetem magnetischem Fluss und Spulenstrom dar. Der Widerstand Rspuie kann vorbestimmt sein (zum Beispiel durch La¬ bormessung) oder er kann als das Verhältnis zwischen Pulsspannung und Sättigungsstrom Is berechnet werden. Die Figur 2 zeigt Kennlinien 3 und 4 für verketteten magnetischen Fluss entsprechend den in Figur 1 gezeigten zeitlichen Verläufen
1 und 2 des Spulenstroms, wobei die Kennlinien erfindungsgemäß angeordnet sind. Die erfindungsgemäße Anordnung der Kennlinien relativ zueinander erfolgt so, dass sie sich im Bereich 5 maximaler Werte von Fluss und Strom überlagern. In dem in Figur
2 gezeigten Beispiel wurde die erste Kennlinie 3 in dem gezeigten Koordinatensystem so eingezeichnet, dass die berechneten Werte des Flusses zu den entsprechenden Werten der Stromstärke passen. Dann wurde die zweite Kennlinie 4 so eingezeichnet, dass sie die Kennlinie 3 im Bereich 5 oben rechts überlagert. Spezifischer wurde die Endpunkte (bei maximaler Stromstärke) an der gleichen Stelle angebracht und die Kennlinie 4 dann so ausgerichtet, dass die Überlagerung erreicht wurde. Aufgrund der Restmagnetisierung vor der Umpolung weichen die so angeordneten Kennlinien bei niedrigen Werten der Stromstärke voneinander ab. Die Remanenz wird erfindungsgemäß als die Abweichung (Differenz) 6 zwischen den beiden Kennlinien 3 und 4 bestimmt. In dem in Figur 2 gezeigten Beispiel beträgt der Remanenzfluss ca. 4mWb, also bezogen auf den Nullpunkt ca. +/- 2 mWb .
Das oben beschriebene Verfahren kann vorteilhafterweise vom Motorsteuergerät durchgeführt werden, sowohl bei der Herstellung im Werk als auch später im normalen Betrieb.
Bezugs zeichenliste
1 Zeitlicher Verlauf der Stromstärke
2 Zeitlicher Verlauf der Stromstärke
I Stromstärke
t Zeit
Is Sättigungsström
3 Flusskennlinie
4 Flusskennlinie
5 Bereich
6 Abweichung
Ψ Verketteter magnetischer Fluss

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Bestimmen einer Remanenz eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs, das Verfahren auf¬ weisend
Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem ersten Spannungspuls ,
Aufzeichnen eines ersten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines ersten zeitlichen Verlaufs (1) der Stromstärke (I) des während des Beaufschlagens des Magnetspulenantriebs mit dem ersten Spannungspuls durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes ,
Umpolen des Magnetspulenantriebs,
Beaufschlagen des Magnetspulenantriebs mit einem zweiten
Spannungspuls ,
Aufzeichnen eines zweiten zeitlichen Verlaufs der Spannung und eines zweiten zeitlichen Verlaufs (2) der Stromstärke (I) des während des Beaufschlagens des Magnetspulenantriebs mit dem zweiten Spannungspuls durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes ,
Bestimmen einer ersten Flusskennlinie (3) basierend auf dem ersten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem ersten zeitlichen Verlauf (1) der Stromstärke,
Bestimmen einer zweiten Flusskennlinie (4) basierend auf dem zweiten zeitlichen Verlauf der Spannung und dem zweiten zeitlichen Verlauf (2) der Stromstärke,
wobei die erste Flusskennlinie (3) einen ersten Zusam¬ menhang zwischen verkettetem magnetischem Fluss (ψ) und
Stromstärke (I) darstellt und die zweite Flusskennlinie einen zweiten Zusammenhang zwischen verkettetem magnetischem Fluss (ψ) und Stromstärke (I) darstellt,
Anordnen der ersten Flusskennlinie (3) und der zweiten Flusskennlinie (4) relativ zueinander, so dass sie im Bereich (5) maximaler Werte des verketteten magnetischen Flusses (ψ) und Stromes (I) einander überlagern, und
Bestimmen der Remanenz des Kraftstoffinj ektors basierend auf einer Abweichung (6) zwischen der ersten Flusskennlinie (3) und der zweiten Flusskennlinie (4) im Bereich minimaler Werte des verketteten magnetischen Flusses (ψ) und Stromes (I) .
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bestimmen der Remanenz ein Bestimmen der Differenz zwischen der ersten Flusskennlinie (3) und der zweiten Flusskennlinie (4) bei einer Stromstärke (I) von OA aufweist.
3. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen der ersten Flusskennlinie (3) eine Integration von einer ersten Funktion aufweist, die den ersten Spannungspuls, einen Spulenwiderstand und den ersten zeitlichen Verlauf (1) der Stromstärke (I) aufweist, und wobei das Bestimmen der zweiten Flusskennlinie (4) eine Integration von einer zweiten Funktion aufweist, die den zweiten Spannungspuls, den Spulenwiderstand und den zweiten zeitlichen Verlauf (2) der Stromstärke (I) aufweist .
4. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zeitdauer des ersten Spannungspulses so lang ist, dass die
Stromstärke (I) einen Sättigungswert (Is) erreicht, und wobei die Zeitdauer des zweiten Spannungspulses so lang ist, dass die Stromstärke (I) den Sättigungswert (Is) erreicht.
5. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, ferner aufweisend ein Bestimmen des Spulenwiderstands basierend auf der Spannung des ersten und/oder zweiten Spannungspulses und dem Sättigungswert (Is) der Stromstärke.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Spannung des ersten und/oder zweiten Spannungspulses so gewählt ist, dass im Wesentlichen keine dynamischen Wirbel¬ stromeffekte auftreten.
7. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei die
Spannung des ersten und/oder zweiten Spannungspulses zwischen 3V und 9V liegt.
8. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .
9. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 durchzuführen.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017205884B4 (de) * 2017-04-06 2024-06-06 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Schalten eines Stromes in einem Elektromagneten eines schaltbaren Magnet-Ventils sowie elektronische Schaltung, Magnet-Ventil, Pumpe und Kraftfahrzeug
DE102017125005B3 (de) * 2017-10-25 2019-01-31 Ilmenauer Mechatronik GmbH Modellbasierte Bestimmung und Auswertung von Funktionszuständen eines sensorlosen elektromagnetischen Aktors
JP6954078B2 (ja) * 2017-12-13 2021-10-27 株式会社デンソー 電磁弁の駆動制御装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2339157A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-29 Robert Bosch GmbH Einspritzsystem mit bipolar betriebenem Piezostellglied
DE102010063009A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Continental Automotive Gmbh Charakterisierung einer Bewegung eines Kraftstoffinjektors mittels Erfassung und Auswertung einer magnetischen Hysteresekurve
DE102012208781A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Continental Automotive Gmbh Variable Spulenansteuerung zur Nutzung von Remanenzen bei der Ansteuerung von Solenoidaktoren mit beschleunigtem Magnetkraftabbau

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10034830C2 (de) * 2000-07-18 2003-02-27 Isermann Rolf Verfahren zur Rekonstruktion der Ankerbewegung eines elektromagnetischen Aktors
DE102011075935B4 (de) * 2011-05-16 2017-04-13 Kendrion Mechatronics Center GmbH Ermittlung von Funktionszuständen eines elektromagnetischen Aktors
DE102013207152B4 (de) * 2013-04-19 2016-03-31 Continental Automotive Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Ansteuern eines Einspritzventils in einem nichtlinearen Betriebsbereich

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2339157A1 (de) * 2009-12-22 2011-06-29 Robert Bosch GmbH Einspritzsystem mit bipolar betriebenem Piezostellglied
DE102010063009A1 (de) * 2010-12-14 2012-06-14 Continental Automotive Gmbh Charakterisierung einer Bewegung eines Kraftstoffinjektors mittels Erfassung und Auswertung einer magnetischen Hysteresekurve
DE102012208781A1 (de) * 2012-05-25 2013-11-28 Continental Automotive Gmbh Variable Spulenansteuerung zur Nutzung von Remanenzen bei der Ansteuerung von Solenoidaktoren mit beschleunigtem Magnetkraftabbau

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