DE102016210449B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs Download PDFInfo
- Publication number
- DE102016210449B3 DE102016210449B3 DE102016210449.7A DE102016210449A DE102016210449B3 DE 102016210449 B3 DE102016210449 B3 DE 102016210449B3 DE 102016210449 A DE102016210449 A DE 102016210449A DE 102016210449 B3 DE102016210449 B3 DE 102016210449B3
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- actuator
- input data
- control unit
- current
- regression model
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000002347 injection Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000007924 injection Substances 0.000 title claims abstract description 16
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 7
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 2
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
-
- 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
-
- 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
- F02D41/30—Controlling fuel injection
- F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
- F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
- F02D41/401—Controlling injection timing
-
- 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
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
-
- 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
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2024—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit the control switching a load after time-on and time-off pulses
- F02D2041/2027—Control of the current by pulse width modulation or duty cycle control
-
- 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
- F02D2041/202—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit
- F02D2041/2041—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the control of the circuit for controlling the current in the free-wheeling phase
-
- 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
- F02D2041/2068—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils characterised by the circuit design or special circuit elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs, bei welchem einer Steuereinheit Eingangsdaten zugeführt werden und die Steuereinheit die Bestromungsdaten unter Berücksichtigung der Eingangsdaten ermittelt, wobei die Steuereinheit die Bestromungsdaten des Weiteren unter Verwendung eines polynomialen Regressionsmodells (4) ermittelt.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs. Bei diesem Stellglied handelt es sich insbesondere um einen elektromechanischen oder elektromagnetischen Wandler, beispielsweise um einen Piezowandler bzw. einen Piezoaktor.
- Ein elektromechanischer Wandler wird bei Einspritzventilen für Verbrennungsmotoren, bei denen die Düsennadel durch einen Piezowandler direkt oder indirekt betätigt wird, verwendet. Für diese Einspritzventile gelten sehr hohe Anforderungen an die Genauigkeit und Robustheit der Einspritzmenge unter allen Betriebsbedingungen und über die gesamte Lebensdauer des jeweiligen Kraftfahrzeugs.
- Die Bestromungszeit für einen derartigen elektromechanischen Wandler wird üblicherweise betriebspunktabhängig festgelegt und ist im Wesentlichen abhängig von der Stromstärke, dem bereitzustellenden Hub, den jeweils vorliegenden Temperaturbedingungen und den Kräfteverhältnissen vor und während der Betätigung des elektromechanischen Wandlers. Diese vorgenannten Einflussgrößen sind mittels des jeweiligen Steuergerätes nicht direkt messbar.
- Deshalb werden in heutigen Applikationen Kennfelder im jeweiligen Steuergerät zur Vorgabe der Bestromungszeit betriebspunktabhängig kalibriert, wobei die jeweils benötigten Einflussgrößen empirisch ermittelt werden. Eine Korrektur der in den Kennfeldern hinterlegten Basiswerte kann während des Betriebes des jeweiligen Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer Regelung vorgenommen werden.
- Eine empirische Ermittlung der benötigten Einflussgrößen zur Erstellung der genannten Kennfelder ist jedoch mit einem sehr hohen Aufwand verbunden. Des Weiteren erfolgt die während des Betriebes des jeweiligen Kraftfahrzeugs unter Verwendung einer Regelung durchgeführte Korrektur der in den Kennfeldern hinterlegten Basiswerte vergleichsweise langsam, so dass die hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge oftmals nicht gewährleistet werden können.
- Weiterhin ist es aus dem Dokument
DE 10 2009 059 931 A1 bekannt parametrierbare Polynom-Modelle einzusetzen, um Abhängigkeiten von Zielgrößen und Einflussgrößen beziehungsweise Einstellparametern mathematisch zu beschreiben. Dabei werden die Polynom-Modelle mit Hilfe von numerischen Verfahren aus Messpunkten erstellt. - Desweiteren ist aus dem Dokument
DE 10 2009 043 124 B4 ein Verfahren zum Ermitteln eines Kraftstoffdruckes an einem einen Spulenantrieb aufweisenden Direkteinspritzventil bekannt, wobei der Kraftstoffdruck auf Basis einer in dem Spulenantrieb induzierten Spannung mit Hilfe eines vorbekannten Kennfeldes ermittelt wird. Dabei kann das Kennfeld mittels eines Kalibrierverfahrens ermittelt werden, wobei eine Anpassung der in dem Kennfeld gespeicherten Wertepaare durch eine Regressionskurve vorgenommen werden kann. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Ermittlung der Bestromungsdaten eines Stellgliedes eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs zu verbessern. - Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Anspruch 15 hat eine Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs zum Gegenstand.
- Die Vorteile der Erfindung bestehen insbesondere darin, dass durch das beanspruchte Verfahren die Ermittlung der Bestromungsdaten im Vergleich zu einer empirischen Ermittlung der Bestromungszeit vereinfacht ist. Des Weiteren gewährleistet das beanspruchte Verfahren aufgrund der Betrachtung der Charakteristik der jeweils verwendeten Endstufe in Verbindung mit der Charakteristik des Stellgliedes eine präzise Ermittlung der Bestromungsdaten des Stellgliedes. Durch diese präzise Ermittlung der Bestromungsdaten können die bestehenden hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Kraftstoffeinspritzmenge gewährleistet werden. Des Weiteren werden vorhandene Regler entlastet, wodurch eine höhere Systemstabilität erreicht wird.
- Weitere vorteilhafte Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus deren nachfolgender beispielhafter Erläuterung anhand der Figuren. Es zeigt:
-
1 eine Darstellung einer stromgesteuerten Piezoendstufe, -
2 eine Skizze zur Veranschaulichung des Komparatorverhaltens während des Ladevorganges, -
3 Skizzen zur Veranschaulichung von Stromverläufen für den Ladeprozess und den Entladeprozess des Piezoaktors in Abhängigkeit von der Piezospannung, -
4 Skizzen zur Veranschaulichung der Ermittlung der Bestromungsdaten, -
5 eine Skizze zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der berechneten Ladezeit und dem Soll-Strom und -
6 eine Blockdarstellung einer Steuereinheit. - Die
1 zeigt eine Darstellung einer stromgesteuerten Piezoendstufe, die bei einem Verfahren zur Ermittlung von Bestromungsdaten eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs verwendet werden kann. - Diese Piezoendstufe weist einen 2-Quadranten Buck-Boost-Konverter auf, zu welchem ein Tiefsetzsteller T1, D2 und ein Hochsetzsteller T2, D1 gehören. Der Transistor T1 des Tiefsetzstellers, welcher als Feldeffekttransistor realisiert ist, wird von einem Steuersignal sl angesteuert. Der Transistor T2 des Hochsetzstellers, der ebenfalls als Feldeffekttransistor realisiert ist, wird von einem Steuersignal s2 angesteuert. Die Steuersignale s1 und s2 werden von einer Steuereinheit bereitgestellt, wie noch im Zusammenhang mit
6 erläutert wird. - Der Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 und D2 des Buck-Boost-Konverters ist mit einem Anschluss eines Zwischenkondensators CZ verbunden, dessen anderer Anschluss auf Masse liegt. An diesem Zwischenkondensator CZ liegt eine Spannung UZ an, die nachfolgend als Zwischenspannung bezeichnet wird.
- Des Weiteren ist der Verbindungspunkt zwischen den Dioden D1 und D2 mit einem Anschluss einer Spule L verbunden, bei der es sich um die Hauptinduktivität der Piezoendstufe handelt. Der andere Anschluss dieser Hauptinduktivität ist über einen Tiefpass R1/C1 mit dem Piezoaktor P verbunden. Durch die Spule L fließt ein Strom i, durch den Piezoaktor ein Strom iP. Am Piezoaktor fällt eine Spannung UP ab, die nachfolgend als Piezospannung bezeichnet wird.
- Die Topologie der dargestellten Piezoendstufe lässt sich vereinfacht durch eine Antiparallelschaltung des Tiefsetzstellers und des Hochsetzstellers beschreiben. Die Betriebsarten dieser Piezoendstufe zeichnen sich dadurch aus, dass der Spulenstrom i der Hauptinduktivität L im Tiefsetzbetrieb größer als Null und im Hochsetzbetrieb kleiner als Null ist. Dabei tritt in der Piezoendstufe keine Überdeckung dieser beiden Betriebsarten auf. Deshalb genügt – wie es in der
1 dargestellt ist – eine Verwendung nur einer Spule als Hauptinduktivität. - In der Tiefsetzbetriebsart wird der Piezoaktor P geladen. Bei diesem Laden wird der Schalter T1 durch Pulsweitenmodulation abwechselnd ein- und ausgeschaltet. Während der Einschaltzeit von T1 wirkt die Diode D2 zunächst sperrend und der durch die Spule L fließende Strom steigt an. Dabei wird in der als magnetischer Speicher dienenden Spule Energie aufgebaut. Dabei steigt der Strom gleichmäßig nach der in der nachfolgenden Gleichung (1) angegebenen Beziehung an:
i = 1/L∫udt (1). - Die an der Spule anliegende Spannung entspricht am Beginn des Ladevorgangs näherungsweise dem Wert der von der Spannungsquelle Q bereitgestellten Gleichspannung UQ.
- Der differentielle Strom der Hauptinduktivität L in der Einschaltphase von T1 lässt sich durch die nachfolgende Gleichung (2) beschreiben:
di/dt = (UQ – UP)/L (2). - Während der Aussschaltphase von T1 wird die in der Induktivität gespeicherte Energie abgebaut. Dabei wirkt die Diode D2 freilaufend, so dass der Laststrom weiterfließen kann. Da nun die Ausgangsspannung an der Spule anliegt, wechselt die Polarität der Spulenspannung. Der Ausgangsstrom nimmt dabei kontinuierlich ab. In diesem Fall wird der Piezoaktor P durch die Spule gespeist. Für eine differentielle Betrachtung des Stroms an der Hauptinduktivität während der Ausschaltphase gilt die nachfolgende Beziehung:
di/dt = (–UP)/L (3). - Die Entladung des Piezoaktors P wird unter Verwendung des Hochsetzstellers durchgeführt, wobei der Piezoaktor P als Spannungsquelle wirkt. Während der Entladung des Piezoaktors ist der Spulenstrom i kleiner als Null. Ebenso wie der Tiefsetzsteller in der Ladephase wird der Hochsetzsteller in der Entladephase pulsweitenmoduliert betrieben. Während der Einschaltphase von T2 stellt sich zunächst ein Freilauf ein. Dies bedeutet, dass der Strom durch den Schalter T2 fließt, so dass der durch die Spule fließende Strom ansteigt. In der Ausschaltphase von T2 findet ein Rückspeisen über beide Dioden D1 und D2 in die Spannungsquelle Q statt. Hierbei fließt der Strom aus dem Verbraucher, d. h. dem Piezoaktor P, über die Spule L zurück in die Quelle Q. Für den differentiellen Strom gilt die folgende Beziehung:
di/dt = UP/L (4). - Für den differentiellen Strom während der Ausschaltphase von T2 gilt die folgende Beziehung:
di/dt = (UP – UQ)/L (5). - Bedingt durch die Funktionsweise des 2-Quadranten-Konverters reduziert sich der Leistungsumsatz des Piezoaktors während der Entladephase mit abnehmendem Niveau der Piezospannung. Dies hat zur Folge, dass sich eine deutlich längere Entladezeit einstellt, so dass der Piezoaktor möglicherweise nicht vollständig zur Entladung kommt. Um dies zu vermeiden, ist während der Entladung ein nicht gezeichneter stromgeregelter Widerstand parallel zum Piezoaktor P geschaltet.
- Die vorstehend genannte Pulsweitenmodulation ergibt sich durch eine Verwendung von Komparatorschwellen, wie es in der
2 veranschaulicht ist. - In dieser
2 ist nach oben der Strom in Ampere und nach rechts die Zeit in Millisekunden aufgetragen. Die Kurve K1 veranschaulicht den durch die Spule L fließenden Iststrom, die Kurve K2 einen gewünschten Sollstrom, der einer oberen Komparatorschwelle entspricht, die Kurve K3 dem Nullwert des Stromes, der eine untere Komparatorschwellebildet, und die Kurve K4 den durch den Piezoaktor P fließenden Iststrom. - Mittels eines Komparators wird der gewünschte Sollstrom der Spule L mit dem zugehörigen Iststrom verglichen. Übersteigt beispielsweise beim Laden des Piezoaktors nach dem Einschalten des Schalters T1 der Iststrom den vorgegebenen Sollstrom, dann schaltet der Komparatorausgang den Schalter T1 aus, so dass der Iststrom wieder abnimmt. Erreicht der abnehmende Iststrom den Nulldurchgang, dann wird T1 wieder eingeschaltet. Diese Vorgänge wiederholen sich solange, bis eine gewünschte vorgegebene Ladezeit erreicht ist.
- Die während des Entladevorgangs erfolgende Pulsweitenmodulation wird in äquivalenter Weise vorgenommen.
- Alternativ zu der vorstehend beschriebenen Verwendung eines Komparators können auch andere spezifische Modi für die Pulsweitenmodulation verwendet werden. Ein anderer spezifischer Modus besteht beispielsweise darin, einen gesteuerten Pulsbetrieb der ersten Pulse aufgrund des minimalen Schaltzeitverhaltens der verwendeten Schalter zu verwenden.
- Aus der vorstehend beschriebenen Verwendung einer dynamischen Pulsweitenmodulation lässt sich ableiten, dass der Stromgradient einen wesentlichen Einfluss auf das Schaltverhalten der verwendeten Schalter T1 und T2 hat. Wie aus der oben angegebenen Gleichung (2) ersichtlich ist, wird die Anstiegsfunktion des Stroms hauptsächlich durch die Spannungsdifferenz zwischen UQ und der Piezospannung UP beeinflusst.
- Überträgt man für einen Stromsollwert die Verläufe der Piezospannung UP und des Piezostromes iP in ein Diagramm, so erhält man eine Spannungs-/Strom-Kennlinie, die das Verhalten der Endstufe charakterisiert. Dies wird nachfolgend anhand der
3 veranschaulicht. - Diese zeigt die Stromverläufe für den Ladeprozess (
3a ) und den Entladeprozess (3b ) des Piezoaktors in Verbindung mit der Piezoendstufe. Die resultierenden Absolutströme sind über der Piezospannung aufgetragen, bei der sie anliegen. Die einzelnen Linien entsprechen hierbei einer bestimmten Sollstromstärke, die in Prozent angegeben wird. Die 100% Kurve, die in der3a der obersten Linie entspricht, stellt in diesem Zusammenhang den schnellstmöglichen Ladeprozess dar. Zu erkennen ist, dass mit steigender Spannung geringere Beträge der Absolutströme zur Verfügung stehen, wenn die Sollstromvorgabe konstant gehalten wird. Ein verlangsamter Lade- bzw. Entladeprozess ist die Folge. Des Weiteren ist zu erkennen, dass bei kleinen Spannungen (< 50 V) bestimmte Strombereiche nicht erreicht werden können. Die Ursache hierfür ist eine Begrenzung des zulässigen Stromgradienten. Bei den unterhalb der obersten Linie dargestellten Kurven in3a handelt es sich um die 90% Kurve, die 80% Kurve, die 70% Kurve, usw. - Die in der
3 gezeigten Stromverläufe ermöglichen eine Regression in Form eines zweidimensionalen Polynoms mit Koeffizienten a bis f. Der Bereich kleiner Spannungen wird dabei vernachlässigt, da er nicht anwendungsrelevant ist.I[A] = a·I[%]2 + b·I[%] + c·U[V]2 + d·U[V] + e·I[%]·U[V] + f (6) - Dabei sind:
- I[A]
- die Piezo-Absolutstromstärke,
- I[%]
- die Piezo-Sollstromstärke,
- U[V]
- die Piezospannung.
- Der wesentliche Vorteil hierbei liegt darin, dass eine aufwendige Speicherung und ein Auslesen der Stromwerte für den im Anschluss beschriebenen Iterationsprozess vermieden werden können.
- Die vorstehend beschriebene modellhafte Beschreibung der Endstufe wird nun in einem Steuergerät verwendet, um die Bestromungsdaten des Piezoaktors während des Ladens und des Entladens zu ermitteln. Hierbei wird ausgehend von einem Sollwert für die stationäre Endspannung bzw. Endladung und einer vorgegebenen Sollstromkonfiguration eine Iteration durchgeführt. Dabei findet eine zeitliche Diskretisierung des Lade- bzw. Entladeprozesses statt. Für jeden Zeitschritt werden der Absolutstrom, die dazugehörige diskrete Ladungsmenge und die sich einstellende Piezospannung ermittelt. Grundlage hierfür ist das zuvor beschriebene polynominale Regressionsmodell. Die Anzahl der notwendigen Zeitschritte, die den gewünschten Sollladezustand/Sollspannungszustand wiederspiegeln, entspricht der zu bestimmenden Lade- bzw. Entladezeit, d. h. der Bestromungsdauer.
- Die Rechenvorschriften für jeden Iterationsschritt lauten wie folgt: Sollstromkonfigurationswert für den aktuellen Zeitschritt:
cur_step = cur_step + step_cur_1 - Bestimmung des Absolutstromes:
i_step = f(v_step, cur_step) (siehe Gleichung(6)) - Bestimmung der sich einstellenden Piezospannung (vereinfachtes Piezomodell):
v_step = v_step + (i_step·dt)/(q_stat/(v_stat – (R_piezo·i_step))) - Bestimmung der sich einstellenden Ladung:
q_step = q_step + (i_step·dt) - Dabei gilt:
- i_step
- = Absolutstromzustand aus dem polynomialen Modell [A]
- v_step
- = Spannungszustand [V]
- cur_step
- = Sollstromzustand [%]
- q_step
- = Ladungszustand [As]
- step_cur_1
- = Schrittweite des Sollstroms bei Anstiegsfunktionen [%]
- dt
- = Zeitschrittweite [s]
- q_stat
- = stationärer Sollladungswert (Modelleingang) [As]
- v_stat
- = stationärer Sollspannungswert (Modelleingang) [V]
- R_piezo
- = Ohmscher Widerstand des Piezoaktors [Ohm].
- Die
4 zeigt die berechneten Strom-(I_LORD/i_step), Spannungs-(V_REF/v_step) und Ladungsverläufe(Q_REF/q_step) bei einer trapezförmigen Sollstromvorgabe(CUR_CHA/cur_step) als Funktion der Ladezeit (T_CHA). Die einzelnen Kurven entsprechen jeweils einer bestimmten Trapezkonfiguration bestehend aus ansteigender Stromflanke, Haltephase und fallender Stromflanke. Es zeigt sich, dass jede Konfiguration genau einer Ladezeit entspricht, wenn gleiche Endwerte für Spannung und Ladung erreicht werden sollen. - Die
5 zeigt eine Skizze zur Veranschaulichung des Zusammenhangs zwischen der berechneten Ladezeit T_CHA und dem Sollwert CUR_CHA des Stromes bei verschiedenen Sollwerten für die stationäre Endspannung bzw. Endladung. - Die
6 zeigt eine Blockdarstellung einer Steuereinheit1 , welche die aus der1 ersichtlichen Steuersignale s1 und s2 für die Transistoren T1 und T2 des Buck-Boost-Konverters bereitstellt. Diese Steuereinheit1 weist eine Ermittlungseinheit2 auf, welche aus der Steuereinheit zugeführten Eingangssignalen e1, ..., em unter Verwendung von in einem Speicher3 gespeicherten Arbeitsprogrammen und Kennfeldern Eingangsparameter p1, ..., pn für das Regressionsmodell4 ermittelt. Das Regressionsmodell4 , bei dem es sich wie oben beschrieben um ein polynomiales Regressionsmodell handelt, welches beim oben gezeigten Ausführungsbeispiel eine Regression in Form eines zweidimensionalen Polynoms mit Koeffizienten a bis f durchführt, ermittelt aus den ihm zugeführten Eingangsparametern Bestromungsdaten, zu welchen vorzugsweise eine Bestromungsdauer BD und eine Sollstromstärke SS, angegeben in Prozent, gehören. Des Weiteren ermittelt das Regressionsmodell4 aus den ihm zugeführten Eingangsparametern vorzugsweise auch eine Absolutstromstärke AS, angegeben in Prozent, die einem externen Regler6 zugeführt wird. - Die genannten Bestromungsdaten BD und SS werden einer Umsetzeinheit
5 zugeführt, die die ermittelten Bestromungsdaten in die Steuersignale s1 und s2 für die Transistoren T1 und T2 umsetzt. - Bei den Eingangssignalen e1, ..., em der Steuereinheit
1 handelt es sich um Daten, die den momentanen Betriebspunkt des Einspritzsystems beschreiben bzw. charakterisieren. Zu diesen Daten, die von Sensoren bereitgestellt werden, gehören beispielsweise Informationen über den Kraftstoffdruck im Rail der Brennkraftmaschine, um Informationen über die Stellung des Fahrpedals, um Informationen über Kraftstofftemperatur vor der Kraftstoffhochdruckpumpe und um Informationen über die Temperatur des Piezoaktors. - Bei den Eingangsparametern p1, ..., pn des Regressionsmodells
4 handelt es sich insbesondere um Informationen über die gewünschte Piezospannung und/oder Informationen über die gewünschte Piezoladung und um Informationen über die Temperatur des Piezoaktors. Vorzugsweise gehören zu den Eingangsparametern des Regressionsmodells des Weiteren auch Informationen über das gewünschte Öffnungsverhalten des Einspritzventils, Informationen über ein gewünschtes Schwingungsverhalten des Piezoaktors, Informationen über systemindividuelle Parameter wie beispielsweise den Innenwiderstand des Piezoaktors und Informationen über mögliche Toleranzen des Piezoaktors sowie Informationen über weitere Randbedingungen des Einspritzsystems, beispielsweise Informationen über ein für die Bestromung maximal zur Verfügung stehendes Zeitfenster. - Vorstehend wurde ein Verfahren zur Ermittlung der Bestromungsdaten eines elektromechanischen Wandlers beschrieben. Dieses Verfahren kann alternativ dazu auch zur Ermittlung der Bestromungsdaten eines elektromagnetischen Wandlers verwendet werden, wie er beispielsweise bei Solenoid-Injektoren zum Einsatz kommt.
Claims (15)
- Verfahren zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs, bei welchem einer Steuereinheit Eingangsdaten zugeführt werden und die Steuereinheit die Bestromungsdaten unter Berücksichtigung der Eingangsdaten ermittelt, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
1 ) die Bestromungsdaten (BD, SS) unter Verwendung eines polynomialen Regressionsmodells (4 ) ermittelt. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
1 ) die Bestromungsdaten betriebspunktabhängig ermittelt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
1 ) eine Bestromungsdauer (BD) ermittelt. - Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
1 ) ein Stromprofil (SS) ermittelt. - Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (
1 ) Stromstärkewerte zu vorgegebenen Zeitpunkten der Bestromungsdauer (BD) ermittelt. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über eine gewünschte Piezospannung zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über eine gewünschte Piezoladung zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über ein gewünschtes Verhalten des Stellgliedes zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über ein gewünschtes Schwingungsverhalten des Stellgliedes zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Temperaturinformationen zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über einen oder mehrere individuelle Parameter des Stellgliedes zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem polynomialen Regressionsmodell (
4 ) als Eingangsdaten Informationen über ein maximal zur Verfügung stehendes Bestromungszeitfenster zugeführt werden. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied (P) ein elektromechanischer oder ein elektromagnetischer Wandler ist.
- Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein Piezoaktor ist.
- Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs, welche eine Steuereinheit aufweist, welcher Eingangsdaten zuführbar sind und welche dazu ausgebildet ist, die Bestromungsdaten unter Berücksichtigung der Eingangsdaten zu ermitteln, dadurch gekennzeichnet, dass sie des Weiteren dazu ausgebildet ist, die Bestromungsdaten (BD, SS) unter Verwendung eines polynomialen Regressionsmodells (
4 ) zu ermitteln.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016210449.7A DE102016210449B3 (de) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
PCT/EP2017/064028 WO2017216041A1 (de) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | Verfahren und vorrichtung zur ermittlung von bestromungsdaten für ein stellglied eines einspritzventils eines kraftfahrzeugs |
US16/308,413 US10989131B2 (en) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | Method and device for determining energization data for an actuator of an injection valve of a motor vehicle |
KR1020187035985A KR102110702B1 (ko) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | 자동차의 분사 밸브의 액추에이터를 위한 통전 데이터를 결정하기 위한 방법 및 디바이스 |
CN201780036901.8A CN109312681B (zh) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | 确定机动车辆的喷射阀的致动器的供能数据的方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016210449.7A DE102016210449B3 (de) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016210449B3 true DE102016210449B3 (de) | 2017-06-08 |
Family
ID=58722560
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016210449.7A Active DE102016210449B3 (de) | 2016-06-13 | 2016-06-13 | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10989131B2 (de) |
KR (1) | KR102110702B1 (de) |
CN (1) | CN109312681B (de) |
DE (1) | DE102016210449B3 (de) |
WO (1) | WO2017216041A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018015241A1 (de) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines piezoaktors eines einspritzventils eines kraftfahrzeugs |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016210449B3 (de) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
FR3082315B1 (fr) * | 2018-06-11 | 2020-05-15 | Continental Automotive France | Procede de detection d'un dysfonctionnement d'un circuit limiteur de tension et systeme de controle pour la mise en œuvre dudit procede de detection de dysfonctionnement |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009043124B4 (de) * | 2009-09-25 | 2011-06-01 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines an einem Direkteinspritzventil anliegenden Kraftstoffdruckes |
DE102009059931A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Ermitteln und Parametrieren von Polynom-Modellen für Verbrennungsmotoren |
Family Cites Families (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE19931235C2 (de) | 1999-07-07 | 2001-08-30 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Laden eines kapazitiven Stellgliedes |
US6725147B2 (en) * | 2001-10-31 | 2004-04-20 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | System and method for predicting quantity of injected fuel and adaptation to engine control system |
US6757149B2 (en) * | 2002-03-04 | 2004-06-29 | Visteon Global Technologies, Inc. | Method for controlling fuel injector valve solenoid current |
US6760212B2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-07-06 | Delphi Technologies, Inc. | Piezoelectric injector drive circuit |
DE10311141B4 (de) * | 2003-03-14 | 2019-03-28 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
JP4492653B2 (ja) | 2007-08-09 | 2010-06-30 | 株式会社デンソー | 燃料噴射弁充電制御装置及び燃料噴射弁充電制御システム |
DE102008026799B4 (de) | 2008-06-02 | 2010-04-15 | Siemens Aktiengesellschaft | Vakuumschaltröhre |
DE102008029799A1 (de) * | 2008-06-24 | 2009-12-31 | Continental Automotive Gmbh | Ansteuerverfahren für Einspritzinjektoren bei direkteinspritzenden Brennkraftmaschinen |
US20090326788A1 (en) * | 2008-06-25 | 2009-12-31 | Honda Motor Co., Ltd. | Fuel injection device |
DE102008042146A1 (de) | 2008-09-17 | 2010-03-18 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Steuergerät zum Betreiben eines piezoelektrischen Aktors |
DE102008054410B4 (de) * | 2008-12-09 | 2019-10-10 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben eines elektrischen Energieversorgungssystems für ein Einspritzsystem |
DE102009000132A1 (de) * | 2009-01-09 | 2010-07-15 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems |
GB2480076A (en) * | 2010-05-05 | 2011-11-09 | Gm Global Tech Operations Inc | Method for controlling a directly acting piezoelectric injector of an internal combustion engine |
GB2484745A (en) * | 2010-10-18 | 2012-04-25 | Gm Global Tech Operations Inc | A method for feed-forward controlling fuel injection into a cylinder of an internal combustion engine |
DE102012204272B4 (de) * | 2012-03-19 | 2021-10-28 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren zum Betreiben eines Kraftstoffeinspritzsystems mit Regelung des Einspritzventils zur Erhöhung der Mengengenauigkeit und Kraftstoffeinspritzsystem |
US9115664B2 (en) * | 2012-08-22 | 2015-08-25 | Cummins Inc. | Engine control systems and methods |
GB2523318A (en) * | 2014-02-19 | 2015-08-26 | Gm Global Tech Operations Inc | Method of operating an internal combustion engine |
DE102016210449B3 (de) | 2016-06-13 | 2017-06-08 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
DE102016213522B4 (de) * | 2016-07-22 | 2023-10-12 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
-
2016
- 2016-06-13 DE DE102016210449.7A patent/DE102016210449B3/de active Active
-
2017
- 2017-06-08 KR KR1020187035985A patent/KR102110702B1/ko active IP Right Grant
- 2017-06-08 WO PCT/EP2017/064028 patent/WO2017216041A1/de active Application Filing
- 2017-06-08 CN CN201780036901.8A patent/CN109312681B/zh active Active
- 2017-06-08 US US16/308,413 patent/US10989131B2/en active Active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102009043124B4 (de) * | 2009-09-25 | 2011-06-01 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln eines an einem Direkteinspritzventil anliegenden Kraftstoffdruckes |
DE102009059931A1 (de) * | 2009-12-22 | 2011-06-30 | Volkswagen AG, 38440 | Ermitteln und Parametrieren von Polynom-Modellen für Verbrennungsmotoren |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018015241A1 (de) * | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines piezoaktors eines einspritzventils eines kraftfahrzeugs |
US11352972B2 (en) | 2016-07-22 | 2022-06-07 | Vitesco Technologies GmbH | Actuator for a piezo actuator of an injection valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20190136781A1 (en) | 2019-05-09 |
CN109312681B (zh) | 2022-04-05 |
WO2017216041A1 (de) | 2017-12-21 |
KR102110702B1 (ko) | 2020-05-13 |
US10989131B2 (en) | 2021-04-27 |
KR20190005987A (ko) | 2019-01-16 |
CN109312681A (zh) | 2019-02-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE112015003611B4 (de) | Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung für eine Verbrennungskraftmaschine | |
DE112014005317B4 (de) | Kraftstoffeinspritzsteuerungsvorrichtung und Kraftstoffeinspritzsystem | |
DE102013207842B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung eines Referenz-Stromverlaufs für einen Kraftstoffinjektor zur Ermittlung des Zeitpunkts eines vorbestimmten Öffnungszustandes des Kraftstoffinjektors | |
DE102009006179B4 (de) | Schaltungsanordnung zur Ansteuerung eines Einspritzventils | |
DE102016213522B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs | |
EP2119009B1 (de) | Schaltungsanordnung und verfahren zum betreiben einer induktiven last | |
WO2011003704A1 (de) | BESTIMMUNG DES SCHLIEßZEITPUNKTS EINES KRAFTSTOFFEINSPRITZVENTILS BASIEREND AUF EINER AUSWERTUNG DER ANSTEUERSPANNUNG | |
DE102013203130A1 (de) | Verfahren zur Steuerung eines Einspritzvorgangs eines Magnetinjektors | |
DE19833830A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung wenigstens eines Magnetventils | |
WO2011131467A2 (de) | Verfahren zum betreiben einer brennkraftmaschine, bei dem ein magnetventil zum einspritzen von kraftstoff betätigt wird | |
WO2009135824A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur ansteuerung eines stellantriebs | |
DE102016210449B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Ermittlung von Bestromungsdaten für ein Stellglied eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs | |
DE102010014825A1 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Einspritzsystems und ein Einspritzsystem, welches ein Einspritzventil und eine Steuervorrichtung aufweist | |
DE102016202350A1 (de) | Kraftstoffeinspritzantriebsvorrichtung | |
DE102015217311B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Spulenantriebs | |
DE102004026250B4 (de) | Ansteuerschaltung für Piezoaktoren | |
DE102008058720A1 (de) | Steuerungs- und Regelungsverfahren für eine Brennkraftmaschine mit einem Common-Railsystem | |
DE112018005678B4 (de) | Kraftstoffeinspritzventil-Steuervorrichtung und Kraftstoffeinspritzventil-Steuerverfahren | |
DE10336606B4 (de) | Stellverfahren und Stellvorrichtung für einen Aktor | |
DE10311141A1 (de) | Verfahren, Computerprogramm, Speichermedium und Steuer- und/oder Regelgerät zum Betreiben einer Brennkraftmaschine, sowie Brennkraftmaschine insbesondere für ein Kraftfahrzeug | |
DE102014201973B4 (de) | Elektromagnetventilansteuervorrichtung | |
WO1992000447A1 (de) | Verfahren und einrichtung zur ansteuerung eines elektromagnetischen verbrauchers | |
DE102013220613B4 (de) | Verfahren und Computerprogramm zum Ansteuern eines Kraftstoffinjektors | |
DE102014212377B4 (de) | Verfahren zur Bestimmung eines Zustandes eines Einspritzventils | |
DE102015201622A1 (de) | Kraftstoffeinspritzventil-Antriebsvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH, 30165 HANNOVER, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: VITESCO TECHNOLOGIES GMBH, 30165 HANNOVER, DE |