WO2018166751A1 - Verfahren und motorsteuerung zum gleichstellen des zeitlichen öffnungsverhaltens von kraftstoffinjektoren - Google Patents

Verfahren und motorsteuerung zum gleichstellen des zeitlichen öffnungsverhaltens von kraftstoffinjektoren Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to the technical field of controlling fuel injectors, in particular fuel injectors for an internal combustion engine of a motor vehicle. More particularly, the present invention relates to a method for equalizing the temporal opening behavior of a first fuel injector and a second fuel injector, the first and second fuel injectors each having a solenoid drive with a movable armature. The present invention also relates to a motor controller and a computer program.
  • a variation in the opening (OPP1) could until now only be compensated by narrow mechanical component tolerances.
  • the present invention has for its object to be able to compensate for variations in opening times in a simple manner, in particular without additional hardware. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments of the present invention are described in the dependent claims.
  • a method for equalizing the temporal opening behavior of a first fuel injector and a second fuel injector is specified, wherein the first and second fuel injectors each have a magnetic coil drive with a movable armature.
  • the described method comprises: (a) determining a first minimal activation time at which a movement of the armature of the first fuel injector takes place, (b) Be ⁇ agree a second minimal activation time at which a movement of the armature of the second fuel injector takes place , (c) determining a correction value for correcting a pre-determined activation time of the first or second fuel ⁇ injector on a difference between the first minimal activation time and the second minimum control time so that the injection time of both fuel injectors are determined based same, (d) wherein the first minimum actuation time is determined based on closing time measurements for the first fuel injector and the second minimum actuation time based on closing time measurements for the second fuel injector.
  • the described method is based on the finding that the minimum drive times at which a movement of the armature of the respective fuel injector takes place can be determined based on closing time measurements.
  • the minimum drive times are not determined directly by opening time measurements but indirectly by means of closing time measurements.
  • drive time means in particular the length of time during which is supplied to the solenoid drive with elec ⁇ tric energy.
  • the Ansteu ⁇ urrently begins with the closing of a relative to the vehicle electrical system voltage increased boost voltage and ends with the boost voltage is switched off (in ballistic operation) or (with one after the boost voltage following the holding voltage is switched off in the linear mode).
  • closing timing means in particular a measurement of the time period from the end of the driver (or driving time) to the end of the closing operation of the fuel ⁇ injector.
  • the closing process ends at the moment when both the nozzle needle and the armature are in their original position. This event can be detected by various known methods, for example by analyzing the time course of the coil voltage. Both the end of the nozzle needle movement and the end of the armature movement can be detected with the just mentioned methods known as such.
  • a "closing time” can also be detected if the activation time is so short that only the armature is moved (that is, follows a ballistic trajectory) without contacting the nozzle needle
  • the lowest or minimum drive time at which an armature movement can be detected is determined for drive times that are shorter than the minimum drive time.
  • the drive time is determined. consequently, does not anchor movement takes determining this minimum activation times is carried out indirectly based on closing ⁇ time measurements for each fuel injector. based on a difference between the determined minimum activation times. a correction value is determined. This correction value then allows equating the injection times fo r the two fuel injectors by a predetermined drive time for one of the two fuel injectors is corrected using the determined correction value.
  • the procedural further comprises: (a) performing a first number of activations of the first fuel injector, each actuation of the first series of actuations with a drive time is carried out, gradually after each at ⁇ control (b) detecting a first series of closing times of the first fuel injector, each individual closing time of the first series of closing times corresponding to a driving time of the first series of drivers; (c) determining the first minimum driving time based on the first series of closing times (d) performing a second series of actuations of the second fuel injector, each actuation of the second series of actuations being performed with a drive time that is incrementally increased after each actuation, (e) detecting a second series of closing times of the first force injector; Stoffin ector, each closing time being the second
  • Row of closing times corresponds to a drive time of the second series of drives, and (f) determining the second minimum drive time based on the first row of drives
  • a series of drives / measurements are performed for each (the first and second) fuel injectors. More specifically, each fuel injector is operated at a series of incrementally increasing drive times and the corresponding closing times are detected.
  • the first series of closing times thus represents a series of related driving times and closing times for the first fuel injector.
  • the second series of closing times represents a series of related driving times and closing times for the second fuel injector.
  • the first and second series of Closing times can be stored, for example, in a data store and by a Processor are analyzed to determine the respective minimum on ⁇ control time.
  • determining the first minimum drive time comprises detecting a first characteristic feature in the first series of closing times
  • determining the second minimum driving time comprises detecting a second characteristic feature in the second series of closing times
  • the first characteristic feature designates a numerical analysis recognizable feature in the first series of closing times, such as a characteristic feature in the closing time as a function of the driving time for the first fuel injector.
  • This function can be determined in particular by interpolation based on the individual closing times of the first row and the associated activation times.
  • the first characteristic feature may in particular be linked to the curve of the function.
  • the second characteristic feature designates a numerical analysis recognizable feature in the second series of closing times, such as a characteristic feature in the closing time as a function of the driving time for the second fuel injector.
  • This function can be determined in particular by interpolation based on the individual closing times of the second row and the associated activation times.
  • the second characteristic feature may in particular be linked to the curve of the function.
  • the first and second feature may be the same.
  • the first characteristic feature is a change of the slope in the first series of closing times and the second characteristic feature is a change of the slope in the second series of closing times.
  • the first and second features may in particular be an increase in slope.
  • the predetermined driving time for those of the first and second fuel injector having the longest and the largest minimum driving time is extended with the correction value.
  • the fuel injector which needs the longest driving time to set the anchor in motion, will also open later. This fact is accounted for by extending the predetermined drive time with the correction value. Thus, a equality of the injection times (and thus the injection quantities) is achieved in a simple manner.
  • the first fuel injector is in ballistic operation in the first series of actuators and the second fuel injector is in ballistic operation in the second series of actuators.
  • the armature and optionally the nozzle needle follow a parabolic trajectory, the fuel injector never being fully opened.
  • 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.
  • a computer program which, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to the first aspect and / or one of the above embodiments.
  • 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 a representation of closing time measurements as
  • FIG. 2 shows a representation of actual armature movement as a function of the activation time for the same
  • FIG. 3 is a diagram showing a relationship between a minimum drive time detected by close detection and a minimum drive time detected by armature motion detection.
  • FIG. 1 shows an illustration 100 of closing time measurements TS as a function of the actuation time Ti for a total of 12 different fuel injectors according to an exemplary embodiment, wherein each individual curve in the illustration 100 is assigned to a corresponding fuel injector with specific individual mechanical, electrical and magnetic properties. _
  • each single curve (the total of 12 treatment ⁇ ven) in the representation 100 of a set of measured closing times for a certain (the curve corresponding) fuel injector, which was driven at a gradually increasing drive time Ti.
  • the time step length is ⁇ .
  • the representation may be divided into three regions 110, 120, 130.
  • the measured closing time TS increases with increasing control time Ti steadily and linearly and ge ⁇ measured closing times for all fuel injectors same for the same driving time Ti.
  • the corresponding curves overlap consequently all and thus form a common curve portion 112.
  • the individual curves diverge.
  • the connecting line between the point 121 and the immediately preceding point is significantly steeper for the corresponding (first) fuel injector than the curve section 112.
  • the increasing slope represents a characteristic feature in the sense of the present invention and can be detected by means of numerical analysis.
  • the drive time corresponding to point 121 is Til
  • the drive time corresponding to point 122 is Ti2.
  • the second power ⁇ ector stoffinj injector enters the defining characteristic so at a longer drive time Ti2 than for the first fuel, ie Ti2> Til.
  • the cha ⁇ istic feature in the area 220 is recognized for all fuel in ⁇ projectors.
  • the second region 120 ends when an increase in slope has occurred for all curves and is followed by the third region 130, in which the measured values of the closing time TS for all fuel injectors increase significantly.
  • FIG. 2 shows a representation 200 of actual armature movement AB as a function of the activation time Ti for the same plurality of fuel injectors as in FIG. 1.
  • the data underlying representation 200 are not determined according to the invention and merely serve to confirm that the data in FIG Connection characteristic with Figure 1 is actually indicative of the armature movement.
  • the representation 200 can also be divided into three areas 210, 220 and 230. In the first area, no armature movement is detected. In area 220, the first armature movement is detected for each fuel injector. The third region 230 follows directly after the second region 220.
  • the order of the first armature movement for the fuel injectors is the same as the order of occurrence of the characteristic feature in the illustration 100 in FIG 1.
  • the first fuel injector the shortest driving time Til ⁇ and the second fuel injector, the longest drive time Ti2 ⁇ un ⁇ ter the 12 Kraftstoffinj need ectors a Ank anchor movement to effect.
  • the values Til and Ti2 in Figure 100 of Figure 1 are each approximately equal to the values Til ⁇ and Ti2 ⁇ in Figure 200 of Figure 2.
  • 3 shows a representation 300 of a link Zvi ⁇ 's minimal activation time Tis, which was detected by closing detection, and minimum drive time TiB, which has been detected by the armature movement detection.
  • the detected in connection with the picture 200 of Figure 2 minimum arrival timing along the abscissa axis represents the detected based on the disciplinaryis ⁇ tables feature in the picture 100 of Figure 1 activation times and along the ordinate axis.
  • the points 321 and 322 correspond to the points 121, 221 and 122, 222 in FIGS. 1 and 2.
  • the further points are indicated by 323.
  • the dashed line 305 represents a corresponding best-fit line and it is interpreting ⁇ Lich seen that the relationship between the actuation periods almost coincides with this.
  • the activation time detected by closing detection represents a very good approximation of the minimum closing time at which an armature movement takes place.
  • TiO denotes a pre-determined activation time, which corresponds to the injection quantity to be achieved. The same is then done ⁇ stoffinj for the further power reflectors so that all are equal.

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Abstract

Es wird ein Verfahren zum Gleichstellen des zeitlichen Öffnungsverhaltens von einem ersten Kraftstoffinjektor und einem zweiten Kraftstoffinjektor, wobei der erste und zweite Kraftstoffinjektor jeweils einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist. Das beschriebene Verfahren weist Folgendes auf: (a) Bestimmen einer ersten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des ersten Kraftstoffinjektors stattfindet, (b) Bestimmen einer zweiten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des zweiten Kraftstoffinjektors stattfindet, (c) Bestimmen eines Korrekturwerts zum Korrigieren einer vorbestimmten Ansteuerzeit des ersten oder zweiten Kraftstoffinjektors basierend auf einer Differenz zwischen der ersten minimalen Ansteuerzeit und der zweiten minimalen Ansteuerzeit, so dass die Einspritzzeiten für beide Kraftstoffinjektoren gleich werden, (d) wobei die erste minimale Ansteuerzeit basierend auf Schließzeitmessungen für den ersten Kraftstoffinjektor und die zweite minimale Ansteuerzeit basierend auf Schließzeitmessungen für den zweiten Kraftstoffinjektor bestimmt werden. Es werden auch eine Motorsteuerungund ein Computerprogramm beschrieben.

Description

Beschreibung
Verfahren und Motorsteuerung zum Gleichstellen des zeitlichen Öffnungsverhaltens von Kraftstoffinj ektoren
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren, insbesondere Kraftstoffinjektoren für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Gleichstellen des zeitlichen Öffnungsverhaltens von einem ersten Kraftstoffinj ektor und einem zweiten Kraftstoffinj ektor, wobei der erste und zweite Kraftstoffinj ektor jeweils einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm.
Bei Betrieb von direkt betriebenen Kraftstoffinj ektoren mit Magnetspulenantrieb (auch Spuleneinspritzinj ektoren genannt) mit gleichen Strom-/Spannungsparametern kommt es aufgrund von elektrischen, magnetischen und mechanischen Toleranzen zu unterschiedlichen zeitlichen Öffnungsverhalten (OPP1) und Schließverhalten (OPP4) der einzelnen Injektoren und somit zu Variationen in der jeweiligen Einspritzmenge. Die relativen Einspritzmengenunterschiede von Injektor zu In¬ jektor 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. Eine Variation beim Schließen (OPP4) bzw. Beenden der Bewegung eines Injektors wurde bis jetzt durch eine geeignete Schließzeiterkennung kompensiert. Eine Variation im Öffnen (OPP1) konnte bis jetzt nur durch enge mechanische Bau- teiltoleranzen kompensiert werden. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Variationen in Öffnungszeiten in einfacher Weise, insbesondere ohne zusätzliche Hardware, kompensieren zu können. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Gleichstellen des zeitlichen Öffnungsverhaltens von einem ersten Kraftstoffinj ektor und einem zweiten Kraftstoffinj ektor angegeben, wobei der erste und zweite Kraftstoffinj ektor jeweils einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist. Das beschriebene Verfahren weist Folgendes auf: (a) Bestimmen einer ersten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des ersten Kraftstoffinj ektors stattfindet, (b) Be¬ stimmen einer zweiten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des zweiten Kraftstoffinj ektors stattfindet, (c) Bestimmen eines Korrekturwerts zum Korrigieren einer vor- bestimmten Ansteuerzeit des ersten oder zweiten Kraftstoff¬ injektors basierend auf einer Differenz zwischen der ersten minimalen Ansteuerzeit und der zweiten minimalen Ansteuerzeit, so dass die Einspritzzeiten für beide Kraftstoffinj ektoren gleich werden, (d) wobei die erste minimale Ansteuerzeit ba- sierend auf Schließzeitmessungen für den ersten Kraftstoffinjektor und die zweite minimale Ansteuerzeit basierend auf Schließzeitmessungen für den zweiten Kraftstoffinj ektor bestimmt werden. Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die minimalen Ansteuerzeiten, bei denen eine Bewegung des Ankers des jeweiligen Kraftstoffinj ektors stattfindet, basierend auf Schließzeitmessungen bestimmt werden können. Mit anderen Worten werden die minimalen Ansteuerzeiten nicht direkt mittels Öff- nungszeitmessungen sondern indirekt mittels Schließzeitmessungen bestimmt. In diesem Dokument bezeichnet „Ansteuerzeit" insbesondere die Zeitdauer, während derer der Magnetspulenantrieb mit elek¬ trischer Energie versorgt wird. Generell beginnt die Ansteu¬ erzeit mit dem Einschalten einer gegenüber der Bordnetzspannung erhöhten Boostspannung und endet mit dem Ausschalten der Boost- spannung (im ballistischen Betrieb) oder mit dem Ausschalten einer nach der Boostspannung folgenden Haltespannung (im linearen Betrieb) . In diesem Dokument bezeichnet „Schließzeitmessung" insbesondere eine Messung der Zeitdauer vom Ende der Ansteuerung (bzw. Ansteuerzeit) bis zum Ende des Schließvorgangs des Kraftstoff¬ injektors. Generell endet der Schließvorgang zu dem Zeitpunkt wo sowohl Düsennadel als auch Anker sich wieder in der Ausgangs- position befinden. Dieses Ereignis kann mittels verschiedener bekannten Verfahren, zum Beispiel durch Analyse des zeitlichen Verlaufs der Spulenspannung, erfasst werden. Sowohl das Ende der Düsennadelbewegung als auch das Ende der Ankerbewegung kann mit den soeben erwähnten, als solchen bekannten Verfahren erfasst werden. Bei Injektoren mit Leerhub kann eine „Schließzeit" auch dann erfasst werden, wenn die Ansteuerzeit so kurz ist, dass nur der Anker bewegt wird (das heißt einer ballistischen Flugbahn folgt), ohne die Düsennadel zu kontaktieren. Erfindungsgemäß wird für jeden Kraftstoffinj ektor eine minimale Ansteuerzeit bestimmt, bei welcher eine Bewegung des jeweiligen Ankers (gerade) stattfindet. Mit anderen Worten wird für jeden Kraftstoffinj ektor die niedrigste bzw. minimale Ansteuerzeit bestimmt, bei der eine Ankerbewegung erfasst werden kann. Für Ansteuerzeiten, die kürzer als die minimale Ansteuerzeit sind, findet folglich keine Ankerbewegung statt. Die Bestimmung dieser minimalen Ansteuerzeiten erfolgt indirekt basierend auf Schlie߬ zeitmessungen für den jeweiligen Kraftstoffinj ektor . Basierend auf einer Differenz zwischen den bestimmten minimalen Ansteuer- zeiten wird ein Korrekturwert bestimmt. Dieser Korrekturwert ermöglicht dann ein Gleichstellen der Einspritzzeiten für die zwei Kraftstoffinj ektoren, indem eine vorbestimmte Ansteuerzeit für einen der beiden Kraftstoffinj ektoren unter Verwendung des bestimmten Korrekturwerts korrigiert wird.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Ver- fahren ferner Folgendes auf: (a) Durchführen einer ersten Reihe von Ansteuerungen des ersten Kraftstoffinj ektors , wobei jede Ansteuerung der ersten Reihe von Ansteuerungen mit einer Ansteuerzeit durchgeführt wird, die nach jeder einzelnen An¬ Steuerung schrittweise erhöht wird, (b) Erfassen einer ersten Reihe von Schließzeiten des ersten Kraftstoffinj ektors , wobei jede einzelne Schließzeit der ersten Reihe von Schließzeiten einer Ansteuerzeit der ersten Reihe von Ansteuerungen entspricht, (c) Bestimmen der ersten minimalen Ansteuerzeit basierend auf der ersten Reihe von Schließzeiten, (d) Durchführen einer zweiten Reihe von Ansteuerungen des zweiten Kraftstoffinjektors, wobei jede Ansteuerung der zweiten Reihe von AnSteuerungen mit einer Ansteuerzeit durchgeführt wird, die nach jeder einzelnen Ansteuerung schrittweise erhöht wird, (e) Erfassen einer zweiten Reihe von Schließzeiten des ersten Kraft- Stoffinj ektors , wobei jede einzelne Schließzeit der zweiten
Reihe von Schließzeiten einer Ansteuerzeit der zweiten Reihe von Ansteuerungen entspricht, und (f) Bestimmen der zweiten minimalen Ansteuerzeit basierend auf der ersten Reihe von
Schließzeiten.
Mit anderen Worten wird für jeden (den ersten und den zweiten) Kraftstoffinj ektor eine Reihe von Ansteuerungen/Messungen durchgeführt. Spezifischer wird jeder Kraftstoffinj ektor mit einer Reihe von sich schrittweise erhöhenden Ansteuerzeiten betrieben und die entsprechenden Schließzeiten werden erfasst. Die erste Reihe von Schließzeiten stellt somit eine Reihe von zusammengehörenden Ansteuerzeiten und Schließzeiten für den ersten Kraftstoffinj ektor dar. In der gleichen Weise stellt die zweite Reihe von Schließzeiten eine Reihe von zusammengehörenden Ansteuerzeiten und Schließzeiten für den zweiten Kraftstoffinjektor dar. Die erste und zweite Reihe von Schließzeiten können zum Beispiel in einem Datenspeicher abgelegt und von einem Prozessor analysiert werden, um die jeweilige minimale An¬ steuerzeit zu bestimmen.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Bestimmen der ersten minimalen Ansteuerzeit ein Erfassen eines ersten charakteristischen Merkmals in der ersten Reihe von Schließzeiten auf und das Bestimmen der zweiten minimalen Ansteuerzeit weist ein Erfassen eines zweiten charakteristischen Merkmals in der zweiten Reihe von Schließzeiten aufweist.
Das erste charakteristische Merkmal bezeichnet insbesondere ein mittels numerischer Analyse erkennbares Merkmal in der ersten Reihe von Schließzeiten, wie zum Beispiel ein charakteristisches Merkmal in der Schließzeit als Funktion der Ansteuerzeit für den ersten Kraftstoffinj ektor . Diese Funktion kann insbesondere durch Interpolation basierend auf den einzelnen Schließzeiten der ersten Reihe und den dazugehörigen Ansteuerzeiten ermittelt werden. Das erste charakteristische Merkmal mag insbesondere mit dem Kurvenverlauf der Funktion verknüpft sein.
Das zweite charakteristische Merkmal bezeichnet insbesondere ein mittels numerischer Analyse erkennbares Merkmal in der zweiten Reihe von Schließzeiten, wie zum Beispiel ein charakteristisches Merkmal in der Schließzeit als Funktion der Ansteuerzeit für den zweiten Kraftstoffinj ektor . Diese Funktion kann insbesondere durch Interpolation basierend auf den einzelnen Schließzeiten der zweiten Reihe und den dazugehörigen Ansteuerzeiten ermittelt werden. Das zweite charakteristische Merkmal mag insbesondere mit dem Kurvenverlauf der Funktion verknüpft sein.
Das erste und zweite Merkmal mögen gleich sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das erste charakteristische Merkmal eine Änderung der Steigung in der ersten Reihe von Schließzeiten und das zweite charakteristische Merkmal ist eine Änderung der Steigung in der zweiten Reihe von Schließ zeiten. Das erste und zweite Merkmal mögen insbesondere ein Anstieg in der Steigung sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die vorbestimmte Ansteuerzeit für denjenigen von dem ersten und zweiten Kraftstoffinj ektor, der die längste bzw. größte minimale Ansteuerzeit hat, mit dem Korrekturwert verlängert.
Der Kraftstoffinj ektor, der die längste Ansteuerzeit braucht, um den Anker in Bewegung zu setzen, wird auch später öffnen. Dieser Tatsache wird durch Verlängerung der vorbestimmten Ansteuerzeit mit dem Korrekturwert Rechnung getragen. Somit wird in einfacher Weise eine Gleichstellung der Einspritzzeiten (und somit der Einspritzmengen) erreicht.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich der erste Kraftstoffinj ektor bei der ersten Reihe von An- steuerungen im ballistischen Betrieb und der zweite Kraftstoffinjektor befindet sich bei der zweiten Reihe von Ansteuerungen im ballistischen Betrieb.
In dem ballistischen Betrieb folgen der Anker und gegebenenfalls die Düsennadel einer parabelförmigen Flugbahn, wobei der Kraftstoffinj ektor nie vollständig geöffnet wird.
Bisher wurde nur zwei Kraftstoffinj ektoren beschrieben. Der Fachmann wird aber sofort erkennen, dass die beschriebenen Verfahren sich ohne Weiteres auf beliebig viele Kraftstoff¬ injektoren erweitern lassen.
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 die in Verbindung mit dem ersten Aspekt und zweiten Aspekt oben beschriebenen Vorteilen in einfacher Weise direkt in einem Fahrzeug zu implementieren. 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 nichtflüchtiger 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 beschrieb- en 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 eine Darstellung von Schließzeitmessungen als
Funktion der Ansteuerzeit für eine Mehrzahl von Kraftstoffinj ektoren gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Figur 2 zeigt eine Darstellung von tatsächlicher Ankerbewe- gung als Funktion der Ansteuerzeit für die gleiche
Mehrzahl von Kraftstoffinj ektoren wie in der Figur 1.
Figur 3 zeigt eine Darstellung eines Zusammenhangs zwischen minimaler Ansteuerzeit, die durch Schließerkennung detektiert wurde, und minimaler Ansteuerzeit, die durch Ankerbewegungsdetektion detektiert wurde.
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mög- liehen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt.
Die Figur 1 zeigt eine Darstellung 100 von Schließzeitmessungen TS als Funktion der Ansteuerzeit Ti für insgesamt 12 verschiedene Kraftstoffinj ektoren gemäß einem Ausführungsbeispiel, wobei jede einzelne Kurve in der Darstellung 100 einem entsprechenden Kraftstoffinj ektor mit bestimmten individuellen mechanischen, elektrischen und magnetischen Eigenschaften zugeordnet ist. _
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Spezifischer besteht jede einzelne Kurve (der insgesamt 12 Kur¬ ven) in der Darstellung 100 aus einer Reihe von gemessenen Schließzeiten für einen bestimmten (der Kurve entsprechenden) Kraftstoffinj ektor, der mit einer schrittweise zunehmenden Ansteuerzeit Ti angesteuert wurde. Die zeitliche Schrittlänge ist Δ . Wie gezeigt kann die Darstellung in drei Bereiche 110, 120, 130 aufgeteilt werden.
Im ersten Bereich 110 nimmt die gemessene Schließzeit TS mit ansteigender Ansteuerzeit Ti stetig und linear zu und die ge¬ messenen Schließzeiten sind für alle Kraftstoffinj ektoren gleich bei der gleichen Ansteuerzeit Ti. Die entsprechenden Kurven überdecken sich folglich alle und bilden somit einen gemeinsamen Kurvenabschnitt 112.
Im zweiten Bereich 120 gehen die einzelnen Kurven auseinander. Insbesondere erkennt man in jeder Kurve einen plötzlichen und erheblichen Anstieg in der Steigung der Kurve . So ist zum Beispiel die Verbindungslinie zwischen dem Punkt 121 und dem unmittelbar vorhergehenden Punkt für den entsprechenden (ersten) Kraftstoffinjektor deutlich steiler als der Kurvenabschnitt 112. Das gleiche gilt für den Punkt 122, der einem anderen (zweiten) Kraftstoffinj ektor zugeordnet ist. Die zunehmende Steigung stellt ein charakteristisches Merkmal im Sinne der vorliegenden Erfindung dar und kann mittels numerischer Analyse erfasst werden. Die dem Punkt 121 entsprechende Ansteuerzeit ist Til und die dem Punkt 122 entsprechende Ansteuerzeit ist Ti2. Für den zweiten Kraft¬ stoffinj ektor tritt das charakteristische Merkmal also bei einer längeren Ansteuerzeit Ti2 auf als für den ersten Kraftstoff- injektor, das heißt Ti2 > Til. Erfindungsgemäß wird das cha¬ rakteristische Merkmal im Bereich 220 für alle KraftstoffIn¬ jektoren erkannt.
Der zweite Bereich 120 endet, wenn einen Anstieg in der Steigung für alle Kurven eingetreten ist und wird von dem dritten Bereich 130 gefolgt, in welchem die Messwerte der Schließzeit TS für alle Kraftstoffinj ektoren deutlich ansteigen. Bevor die erfindungsgemäße Verwendung der in Figur 1 dargestellten Messdaten weiter erläutert wird, soll vorerst mit Bezug auf die Figur 2 und die Figur 3 dargelegt werden, dass die anhand des charakteristischen Merkmals detektierten Ansteuerzeiten Til und Ti2 für den ersten und zweiten Kraftstoffinj ektor tatsächlich die minimale Ansteuerzeiten darstellen, bei denen der Anker des jeweiligen Kraftstoffinj ektors bewegt wird.
Die Figur 2 zeigt eine Darstellung 200 von tatsächlicher An- kerbewegung AB als Funktion der Ansteuerzeit Ti für die gleiche Mehrzahl von Kraftstoffinj ektoren wie in der Figur 1. Die der Darstellung 200 zugrundeliegenden Daten werden erfindungsgemäß nicht ermittelt und dienen lediglich zur Bestätigung, dass das in Verbindung mit Figur 1 beschriebene charakteristische Merkmal tatsächlich indikativ ist für die Ankerbewegung.
Auch die Darstellung 200 kann in drei Bereiche 210, 220 und 230 aufgeteilt werden. Im ersten Bereich wird keine Ankerbewegung detektiert. Im Bereich 220 wird für jeden Kraftstoffinj ektor die erste Ankerbewegung detektiert. Der dritte Bereich 230 folgt direkt nach dem zweiten Bereich 220. Durch Vergleich mit der Figur 1 kann erkannt werden, dass die Reihenfolge der ersten Ankerbewegung für die Kraftstoffinj ektoren die gleiche ist, wie die Reihenfolge des Auftretens des charakteristischen Merkmals in der Darstellung 100 in Figur 1. Des Weiteren wurde es anhand der Punkte 221 und 222 festgestellt, dass auch in der Abbildung 200 der erste Kraftstoffinj ektor die kürzeste Ansteuerzeit Til λ und der zweite Kraftstoffinj ektor die längste Ansteuerzeit Ti2 λ un¬ ter den 12 Kraftstoffinj ektoren brauchen, um eine Ankerbewegung zu bewirken. Noch weiter konnte festgestellt werden, dass die Werte Til und Ti2 in der Abbildung 100 der Figur 1 jeweils annähernd gleich den Werten Til λ und Ti2 λ in der Abbildung 200 der Figur 2 sind. Die Figur 3 zeigt eine Darstellung 300 eines Zusammenhangs zwi¬ schen minimaler Ansteuerzeit Tis, die durch Schließerkennung detektiert wurde, und minimaler Ansteuerzeit TiB, die durch Ankerbewegungsdetektion detektiert wurde. Mit anderen Worten sind entlang der Abszissenachse die anhand des charakteris¬ tischen Merkmals in der Abbildung 100 der Figur 1 detektierten Ansteuerzeiten und entlang der Ordinatenachse die in Verbindung mit der Abbildung 200 der Figur 2 detektierten minimalen An- Steuerzeiten eingetragen. Die Punkte 321 und 322 entsprechen den Punkten 121, 221 und 122, 222 in den Figuren 1 und 2. Die Weiteren Punkte sind mit 323 gekennzeichnet. Die gestrichelte Linie 305 stellt eine entsprechende Ausgleichsgerade dar und es ist deut¬ lich erkennbar, dass der Zusammenhang zwischen den Ansteuer- zeiten beinahe mit dieser zusammenfällt. Mit anderen Worten stellt die mittels Schließerkennung erfasste Ansteuerzeit eine sehr gute Annäherung der minimalen Schließzeit dar, bei welcher eine Ankerbewegung stattfindet.
Erfindungsgemäß werden die in Verbindung mit der Figur 1 erläuterten Ansteuerzeiten Til und Ti2 als jeweils erster minimaler Ansteuerzeit und zweiter minimaler Ansteuerzeit verwendet und es wird ein Korrekturewert k bestimmt, wobei k = Ti2 - Til. Da der zweite Kraftstoffinj ektor eine längere Ansteuerzeit Ti2 braucht, bevor eine Ankerbewegung stattfinden, wird er im Vergleich mit dem ersten Kraftstoffinj ektor auch später öffnen. Werden die beiden Kraftstoffinj ektoren gleich lange angesteuert, wird der zweite Kraftstoffinj ektor demzufolge eine geringere Menge Kraft¬ stoff einspritzen. Durch Verlängerung der Ansteuerzeit für den zweiten Kraftstoffinj ektor mit dem Korrekturwert k, das heißt Ti = TiO + k, kann die Einspritzmenge der beiden Kraftstoff¬ injektoren gleichgestellt werden. TiO bezeichnet hier eine vor¬ bestimmte Ansteuerzeit, die der zu erzielenden Einspritzmenge entspricht. Das gleiche wird dann auch für die weiteren Kraft¬ stoffinj ektoren durchgeführt, damit alle gleichgestellt werden.
Die in der Figur 1 dargestellten Messreihen können vorzugsweise direkt durch ein passend eingerichtetes Motorsteuergerät durch¬ geführt werden. Somit kann das Motorsteuergerät die Korrektur- werte der einzelnen Kraftstoffinj ektoren regelmäßig bestimmen und speichern und dazu verwenden, die vorbestimmten Ansteuerzeiten entsprechend zu korrigieren, um möglichst gleiche Ein¬ spritzmengen zu erzielen. Bezugs zeichenliste
100 Darstellung
110 Bereich
112 Kurvenabschnitt
120 Bereich
121 Punkt
122 Punkt
130 Bereich
Ti Ansteuerzeit
TS Schließzeit
Til Erste Ansteuerzeit
Ti2 Zweite Ansteuerzeit
ΔΤ Schrittlänge
200 Darstellung
210 Bereich
220 Bereich
221 Punkt
222 Punkt
230 Bereich
Ti Ansteuerzeit
AB Ankerbeweung
Til λ Erste Ansteuerzeit
Ti2 λ Zweite Ansteuerzeit
300 Darstellung
305 Ausgleichsgerade
321 Punkt
322 Punkt
323 Punkt
TiS Minimale Ansteuerzeit, Schließerkennung
TiB Minimale Ansteuerzeit, Ankerbewegung

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Gleichstellen des zeitlichen Öffnungsverhaltens von einem ersten Kraftstoffinj ektor und einem zweiten Kraftstoffinj ektor, wobei der erste und zweite Kraftstoffin- jektor jeweils einen Magnetspulenantrieb mit einem beweglichen Anker aufweist, das Verfahren aufweisend
- Bestimmen einer ersten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des ersten Kraftstoffinj ektors stattfindet,
- Bestimmen einer zweiten minimalen Ansteuerzeit, bei welcher eine Bewegung des Ankers des zweiten Kraftstoffinj ektors stattfindet,
- Bestimmen eines Korrekturwerts zum Korrigieren einer vorbestimmten Ansteuerzeit des ersten oder zweiten Kraftstoffinj ektors basierend auf einer Differenz zwischen der ersten minimalen Ansteuerzeit und der zweiten minimalen Ansteuerzeit, so dass die Einspritzzeiten für beide Kraftstoffinj ektoren gleich werden,
- wobei die erste minimale Ansteuerzeit basierend auf
Schließzeitmessungen für den ersten Kraftstoffinj ektor und die zweite minimale Ansteuerzeit basierend auf Schließzeitmessungen für den zweiten Kraftstoffinj ektor bestimmt werden.
2. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, ferner aufweisend :
- Durchführen einer ersten Reihe von Ansteuerungen des ersten Kraftstoffinj ektors , wobei jede Ansteuerung der ersten Reihe von Ansteuerungen mit einer Ansteuerzeit durchgeführt wird, die nach jeder einzelnen Ansteuerung schrittweise erhöht wird,
- Erfassen einer ersten Reihe von Schließzeiten des ersten Kraftstoffinj ektors , wobei jede einzelne Schließzeit der ersten Reihe von Schließzeiten einer Ansteuerzeit der ersten Reihe von Ansteuerungen entspricht,
- Bestimmen der ersten minimalen Ansteuerzeit basierend auf der ersten Reihe von Schließzeiten, - Durchführen einer zweiten Reihe von Ansteuerungen des zweiten Kraftstoffinj ektors , wobei jede Ansteuerung der zweiten Reihe von Ansteuerungen mit einer Ansteuerzeit durchgeführt wird, die nach jeder einzelnen Ansteuerung schrittweise erhöht wird,
- Erfassen einer zweiten Reihe von Schließzeiten des ersten Kraftstoffinj ektors , wobei jede einzelne Schließzeit der zweiten Reihe von Schließzeiten einer Ansteuerzeit der zweiten Reihe von Ansteuerungen entspricht, und
- Bestimmen der zweiten minimalen Ansteuerzeit basierend auf der ersten Reihe von Schließzeiten.
3. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bestimmen der ersten minimalen Ansteuerzeit ein Erfassen eines ersten charakteristischen Merkmals in der ersten Reihe von
Schließzeiten aufweist und das Bestimmen der zweiten minimalen Ansteuerzeit ein Erfassen eines zweiten charakteristischen Merkmals in der zweiten Reihe von Schließzeiten aufweist.
4. Verfahren gemäß dem vorhergehenden Anspruch, wobei das erste charakteristische Merkmal eine Änderung der Steigung in der ersten Reihe von Schließzeiten ist und das zweite charakte¬ ristische Merkmal eine Änderung der Steigung in der zweiten Reihe von Schließzeiten ist.
5. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vorbestimmte Ansteuerzeit für denjenigen von dem ersten und zweiten Kraftstoffinj ektor, der die längste minimale Ansteuerzeit hat, mit dem Korrekturwert verlängert wird.
6. Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kraftstoffinj ektor sich bei der ersten Reihe von Ansteuerungen im ballistischen Betrieb befindet und wobei der zweite Kraftstoffinj ektor sich bei der zweiten Reihe von An- Steuerungen im ballistischen Betrieb befindet.
7. Motorsteuerung für ein Fahrzeug, die zum Verwenden eines Verfahrens gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist .
8. Computerprogramm, welches, wenn es von einem Prozessor ausgeführt wird, eingerichtet ist, das Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 durchzuführen.
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