WO2017157590A1 - Actuation of fuel injectors in the event of varying vehicle electrical system voltage - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to the technical field of driving fuel injectors.
- the present invention relates in particular to a method for driving a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle.
- the present invention also relates to an ⁇ motor controller and a computer program.
- the injectors are subjected to a specific voltage or current profile for operation.
- an injector is only at an increased voltage
- Boost voltage applied to open the injector.
- This voltage pulse is terminated when the coil current reaches a certain current value (so-called peak current). Thereafter, typically followed by a first hold period ( "free-wheeling against the battery") in which the coil current (and hence the Like ⁇ netkraft) goes back, and a second (actual) holding phase in which the fuel injector is kept open.
- first hold period "free-wheeling against the battery”
- second (actual) holding phase in which the fuel injector is kept open.
- the voltage level of the electrical system is not constant. Depending on the state of charge of the battery and the requirements of the vehicle electrical system management, it is subject to fluctuations of several volts.
- the present invention has for its object to provide an improved control of Kraftstoffinj ectors, which prevents such fuel quantity fluctuations.
- Fuel injector described for a motor vehicle comprises: (a) applying a voltage pulse to the fuel injector until the
- the described method is based on the finding that the influence of a varying battery voltage can be reduced by alternately connecting the solenoid drive to the battery and to ground, when the determined (measured actual) battery voltage is greater than a predetermined battery voltage (reference).
- alternating connection refers in particular ⁇ a time-controlled switching between battery and ground.
- the drive according to the invention begins with a conventional boost phase and then passes into the first holding phase, wherein according to the invention in dependence on the actual battery voltage ⁇ (or vehicle electrical system voltage), which has been determined (measured) at a suitable time, the solenoid drive alternately with the battery and is connected to ground.
- the known "freewheel versus battery” phase is replaced by a “freewheeling versus battery and ground” phase when the actual battery voltage is greater than the predetermined battery voltage.
- the alternating connection takes place in such a way that the time profile of the current intensity essentially follows the chronological course of the current
- Amperage corresponds, which would occur if the fuel injector ⁇ ector would be connected to a battery whose teries voltage equal to the predetermined battery voltage.
- the alternating connection of the magnetic coil drive to the battery voltage and to ground takes place with a duty cycle that is dependent on the determined voltage.
- Switching preferably takes place at a frequency between 10 kHz and 50 kHz, in particular between 20 kHz and 40 kHz, in particular around 30 kHz.
- a switching frequency of 30kHz corresponds to a period T of 33,3ys.
- a higher frequency (30kHz or more) is preferable because higher precision can be achieved.
- hardware limitations, in particular power losses in the motor control unit can lead to a frequency above 30 kHz not being possible.
- the method further comprises: (a) determining a difference between the determined battery voltage and the predetermined battery voltage, and (b) determining the duty cycle based on the determined difference.
- the duty cycle is determined as a function of the difference between the actual vehicle electrical system voltage and the predetermined battery voltage.
- the duty cycle TB: TM may be between 25:75
- the predetermined battery voltage is equal to the lowest battery voltage occurring during operation.
- the timing of the coil current (and thus the opening operation) is substantially equal to variations in each actual battery voltage between the lowest occurring battery voltage and the nominal voltage.
- the method further comprises: when the determined voltage is equal to the predetermined battery voltage, connecting the solenoid drive to the battery.
- the determination of the battery voltage is continuous and the frequency and / or the duty cycle alternately connecting the solenoid drive to the battery and to ground are determined in accordance with the continuously determined battery voltage.
- the battery voltage is constantly monitored and the frequency and / or duty cycle are constantly set in accordance with the battery voltage.
- This engine control makes it possible to achieve precise injection quantities even with varying vehicle electrical system voltage.
- 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 typical time profiles of voltage
- FIG. 2 shows the waveforms of Figure 1 and ⁇ additional temporal profiles for control with a higher battery voltage.
- Figure 3 shows the time profiles ector of Figure 1 and ⁇ additional time profiles according to the invention in controlling a Kraftstoffinj.
- FIG. 1 shows typical time profiles of voltage 10 and current 20 when triggering a fuel injector.
- the voltage 10 is about 0V and the current is accordingly about 0A.
- the voltage 10 is increased to the so-called boost voltage 12, which may be about 65V, for example, and the coil current increases along the curve portion 22 until reaching the predetermined maximum current value (peak current).
- the voltage 10 is set to battery voltage (vehicle electrical system voltage) 14 for a while, wherein the current 24 decreases in the so-called "freewheeling against battery n- phase.
- the coil current reaches another predetermined value, the actual holding phase is initiated, in which the coil current is controlled to the current sufficient to keep the fuel injector open.
- the latter is represented by curve segments 16 and 26.
- the curve segments 18 and 28 respectively represent voltage and current at the end of the driving process (during and after closing).
- FIG. 2 shows the time profiles 10 and 20 from FIG. 1 and additional time profiles of voltage and current for the same activation with a higher battery voltage.
- the voltage, as represented by the curve section 15 is consequently higher than the voltage 14 and, accordingly, the current along the curve section 25 is also higher than along the curve section 24.
- the curve section 27 shows in that a somewhat higher current also flows through the magnet coil drive during (especially at the beginning) of the holding phase The larger coil current 25 leads to higher magnetic forces and thus to a different injection quantity than the coil current 24.
- FIG. 1 and 2 show that variations in the battery voltage result in corresponding variations in the injection quantity.
- the aim of the present invention is, as mentioned above, to reduce or eliminate these variations.
- FIG. 3 shows the time profiles from FIG. 1 and additional time profiles in the case of activation of a fuel injector according to the invention.
- the control according to the invention also starts with a
- Boost phase 12, 22 in which the solenoid drive of the Kraftstoffinj ector with a relation to the vehicle electrical system voltage increased voltage pulse (eg 65V) is applied, but additionally includes a determination of the current battery or vehicle electrical system voltage. This determination of the voltage is performed before, during or after the boost phase 12, 22.
- the alternating voltage curve 15 ⁇ has a duty cycle, which is dependent on the determined (current) battery voltage, in particular the difference between the determined and the predetermined voltage. The larger the difference, the longer the solenoid drive will be connected to ground.
- the predetermined battery voltage is preferably equal to the lowest battery voltage that occurs during operation. No matter how much higher the actual battery voltage is then, the inventive control allows a simple Adjustment, so that at each occurring battery voltage substantially the same injection quantity is achieved.
- the above-described driving method according to the invention can be carried out in a simple manner by an engine control unit, since such already has all the necessary measuring, switching and Ste ⁇ rieri or connected to these.
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Abstract
Description
Beschreibung description
Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren bei variierender Bordnetzspannung Control of fuel injectors with varying on-board voltage
Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren . Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zum Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden Kraftstoffinj ektors für einen Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeuges. Die vorliegende Er¬ findung betrifft auch eine Motorsteuerung und ein Computerprogramm. The present invention relates to the technical field of driving fuel injectors. The present invention relates in particular to a method for driving a magnetic coil drive having a fuel injector for an internal combustion engine of a motor vehicle. The present invention also relates to an ¬ motor controller and a computer program.
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 zuWhen operating Kraftstoffinj ectors with solenoid drive (also called Spuleneinspritzinj injectors) occurs due to electrical and mechanical tolerances to different temporal opening behavior of the individual injectors and thus to variations in the injection quantity. The relative injection quantity differences from injector to
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. Injector increase in shorter injection times. So far, these relative differences in quantity were small and without practical significance. The trend towards smaller injection quantities and times, however, means that the influence of the relative quantity differences can no longer be disregarded.
Die Injektoren werden für den Betrieb mit einem bestimmten zeitlichen Spannungs- bzw. Stromprofil beaufschlagt. Insbe- sondere wird ein Injektor erst mit einer erhöhten SpannungThe injectors are subjected to a specific voltage or current profile for operation. In particular, an injector is only at an increased voltage
(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 („Freilauf gegen Batterie") , in welcher der Spulenstrom (und somit die Mag¬ netkraft) zurückgeht, und eine zweite (eigentliche) Haltephase, in welcher der Kraftstoffinj ektor offen gehalten wird. In einem Kraftfahrzeug mit Batterieversorgung ist der Spannungspegel des Bordnetzes nicht konstant. Es unterliegt je nach Ladezustand der Batterie und den Anforderungen des Bordnetzmanagement Schwankungen von mehreren Volt. Diese Schwankung im Bordnetz führt nun im (oben erwähnten) Falle eines „Freilauf gegen Batterie" nach Boost zu einem stark unterschiedlichen zeitlichen Stromverlauf, der sich aufgrund der unterschiedlichen auftretenden Magnetkräfte in einem unterschiedlichen Öffnungsverhalten des Injektors äußert, und damit eine Kraft- stoffmengenschwankung erzeugt. (Boost voltage) applied to open the injector. This voltage pulse is terminated when the coil current reaches a certain current value (so-called peak current). Thereafter, typically followed by a first hold period ( "free-wheeling against the battery") in which the coil current (and hence the Like ¬ netkraft) goes back, and a second (actual) holding phase in which the fuel injector is kept open. In a motor vehicle with battery supply, the voltage level of the electrical system is not constant. Depending on the state of charge of the battery and the requirements of the vehicle electrical system management, it is subject to fluctuations of several volts. This fluctuation in the vehicle electrical system now leads in the (above-mentioned) case of a "freewheeling battery" to Boost to a very different temporal current curve, which manifests itself due to the different magnetic forces occurring in a different opening behavior of the injector, and thus generates a fuel volume fluctuation.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Ansteuerung von Kraftstoffinj ektoren bereitzustellen, die solche Kraftstoffmengenschwankungen verhindert. The present invention has for its object to provide an improved control of Kraftstoffinj ectors, which prevents such fuel quantity fluctuations.
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 Ansteuern eines einen Magnetspulenantrieb aufweisenden 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. According to a first aspect of the invention, there is provided a method of driving a solenoid drive
Kraftstoffinj ektors für ein Kraftfahrzeug beschrieben. Das beschriebene Verfahren weist folgendes auf: (a) Beaufschlagen des Kraftstoffinj ektors mit einem Spannungspuls bis die Fuel injector described for a motor vehicle. The described method comprises: (a) applying a voltage pulse to the fuel injector until the
Stromstärke eines durch den Magnetspulenantrieb fließendenAmperage of a flowing through the solenoid drive
Stromes einen vorbestimmten Maximalstromwert erreicht, wobei der Spannungspuls eine gegenüber einer Batteriespannung erhöhte Spannung aufweist, (b) Bestimmen der Batteriespannung, und (c) wenn die bestimmte Batteriespannung größer als eine vorbestimmte Batteriespannung ist, abwechselndes Verbinden des Magnetspu¬ lenantriebs mit der Batterie und mit Masse. Current reaches a predetermined maximum current value, wherein the voltage pulse has a relation to a battery voltage increased voltage, (b) determining the battery voltage, and (c) if the determined battery voltage is greater than a predetermined battery voltage, alternately connecting the Magnetspu ¬ lenantriebs with the battery and with Dimensions.
Dem beschriebenen Verfahren liegt die Erkenntnis zugrunde, dass der Einfluss einer variierenden Batteriespannung durch ab- wechselndes Verbinden des Magnetspulenantriebs mit der Batterie und mit Masse, wenn die bestimmte (gemessene tatsächliche) Batteriespannung größer als eine vorbestimmte Batteriespannung (Referenz) ist, reduziert werden kann. Indem der Magnetspu- lenantrieb abwechselnd mit Batterie und Masse verbunden wird, wird der Spulenstrom reduziert in Vergleich mit dem Fall, wo der Magnetspulenantrieb dauerhaft mit der Batterie verbunden ist. In diesem Dokument bezeichnet „abwechselndes Verbinden" ins¬ besondere eine zeitlich gesteuerte Umschaltung zwischen Batterie und Masse. The described method is based on the finding that the influence of a varying battery voltage can be reduced by alternately connecting the solenoid drive to the battery and to ground, when the determined (measured actual) battery voltage is greater than a predetermined battery voltage (reference). By the magnetic coil Drive is alternately connected to battery and ground, the coil current is reduced in comparison with the case where the solenoid drive is permanently connected to the battery. In this document, "alternating connection" refers in particular ¬ a time-controlled switching between battery and ground.
Die erfindungsgemäße Ansteuerung beginnt mit einer an sich herkömmlichen Boostphase und geht dann in die erste Haltephase über, wobei erfindungsgemäß in Abhängigkeit von der tatsäch¬ lichen Batteriespannung (oder Bordnetzspannung) , die zu einem geeigneten Zeitpunkt bestimmt (gemessen) worden ist, der Magnetspulenantrieb abwechselnd mit der Batterie und mit Masse verbunden wird. Mit anderen Worten wird die bekannte „Freilauf gegen Batterie"-Phase durch eine „Freilauf gegen Batterie und Masse"-Phase ersetzt, wenn die tatsächliche Batteriespannung größer als die vorbestimmte Batteriespannung ist. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das abwechselnde Verbinden derart, dass der zeitliche Verlauf der Stromstärke im Wesentlichen dem zeitlichen Verlauf der The drive according to the invention begins with a conventional boost phase and then passes into the first holding phase, wherein according to the invention in dependence on the actual battery voltage ¬ (or vehicle electrical system voltage), which has been determined (measured) at a suitable time, the solenoid drive alternately with the battery and is connected to ground. In other words, the known "freewheel versus battery" phase is replaced by a "freewheeling versus battery and ground" phase when the actual battery voltage is greater than the predetermined battery voltage. According to an exemplary embodiment of the invention, the alternating connection takes place in such a way that the time profile of the current intensity essentially follows the chronological course of the current
Stromstärke entspricht, der auftreten würde, wenn der Kraft¬ stoffinj ektor mit einer Batterie verbunden wäre, deren Bat- teriespannung gleich der vorbestimmten Batteriespannung ist. Amperage corresponds, which would occur if the fuel injector ¬ ector would be connected to a battery whose teries voltage equal to the predetermined battery voltage.
Mit anderen Worten erfolgt das abwechselnde Verbinden des Magnetspulenantriebs mit der Batterie und mit Masse in einer solchen Art und Weise, dass der Unterschied zwischen der ge- messenen Batteriespannung und der vorbestimmten Batteriespannung in Bezug auf den Spulenstrom (und somit das Öff¬ nungsverhalten des Kraftstoffinj ektors ) ausgeglichen wird. In other words, the alternate connection of the magnet coil drive to the battery and to ground in such a manner that the difference between of the measured battery voltage and the predetermined battery voltage with respect to the coil current (and thus the Publ ¬ expansion behavior of Kraftstoffinj carried ector ) is compensated.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das abwechselnde Verbinden des Magnetspulenantriebs mit der Batteriespannung und mit Masse mit einem Tastverhältnis, das abhängig von der bestimmten Spannung ist. Mit anderen Worten erfolgt das Umschalten zwischen Batterie und Masse zeitlich periodisch, wobei der Anteil TB von jeder Periode T, in dem der Magnetspulenantrieb mit Batterie verbunden ist, und der Anteil TM von jeder Periode T (T = TB + TM), in dem der Magnetspulenantrieb mit Masse verbunden ist, in Abhängigkeit von der bestimmten Spannung gewählt wird. According to a further exemplary embodiment of the invention, the alternating connection of the magnetic coil drive to the battery voltage and to ground takes place with a duty cycle that is dependent on the determined voltage. In other words, the switching between the battery and the ground occurs periodically, the proportion TB of each period T, in which the solenoid drive is connected to the battery, and the proportion TM of each period T (T = TB + TM) in which the Solenoid drive is connected to ground, depending on the voltage selected.
Das Umschalten erfolgt vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 10kHz und 50kHz, insbesondere zwischen 20kHz und 40kHz, ins- besondere um 30kHz. Eine Umschaltfrequenz von 30kHz entspricht einer Periode T von 33,3ys. Im Allgemeinen ist eine höhere Frequenz (30kHz oder mehr) zu bevorzugen, da somit eine höhere Präzision erreicht werden kann. Auf der anderen Seite kann Hardwarebegrenzungen, insbesondere Verlustleistungen im Mo- torsteuergerät , dazu führen, dass eine Frequenz über 30kHz nicht möglich ist. Switching preferably takes place at a frequency between 10 kHz and 50 kHz, in particular between 20 kHz and 40 kHz, in particular around 30 kHz. A switching frequency of 30kHz corresponds to a period T of 33,3ys. In general, a higher frequency (30kHz or more) is preferable because higher precision can be achieved. On the other hand, hardware limitations, in particular power losses in the motor control unit, can lead to a frequency above 30 kHz not being possible.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf: (a) Bestimmen einer Differenz zwischen der bestimmten Batteriespannung und der vorbestimmten Batteriespannung und (b) Bestimmen des Tastverhältnisses basierend auf der bestimmten Differenz. According to another embodiment of the invention, the method further comprises: (a) determining a difference between the determined battery voltage and the predetermined battery voltage, and (b) determining the duty cycle based on the determined difference.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird das Tastverhältnis in Abhängigkeit von der Differenz zwischen tatsächlicher Bordnetzspannung und der vorbestimmten Batteriespannung bestimmt . Je größer die Differenz desto größer der Anteil TM von der Periode T, in dem der Magnetspulenantrieb mit Masse verbunden ist. Das Tastverhältnis TB : TM kann zum Beispiel zwischen 25:75According to this embodiment, the duty cycle is determined as a function of the difference between the actual vehicle electrical system voltage and the predetermined battery voltage. The greater the difference, the greater the proportion TM of the period T, in which the solenoid drive is connected to ground. For example, the duty cycle TB: TM may be between 25:75
(maximale Differenz zwischen tatsächlicher und vorbestimmter Batteriespannung) und 75:25 (minimale Differenz zwischen tatsächlicher und vorbestimmter Batteriespannung) liegen. Hier bedeutet TB : TM = 25:75, dass TB 25% und TM 75% der Gesamtperiode T betragen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die vorbestimmte Batteriespannung gleich der niedrigsten beim Betrieb auftretenden Batteriespannung. Somit kann es erreicht werden, dass der zeitliche Verlauf des Spulenstroms (und somit des Öffnungsvorgangs) Variationen bei jeder tatsächliche Batteriespannung zwischen der niedrigsten auftretenden Batteriespannung und der nominellen Spannung im Wesentlichen gleich ist. (maximum difference between actual and predetermined battery voltage) and 75:25 (minimum difference between actual and predetermined battery voltage). Here, TB: TM = 25:75 means that TB is 25% and TM is 75% of the total period T. According to a further embodiment of the invention, the predetermined battery voltage is equal to the lowest battery voltage occurring during operation. Thus, it can be achieved that the timing of the coil current (and thus the opening operation) is substantially equal to variations in each actual battery voltage between the lowest occurring battery voltage and the nominal voltage.
Für Fahrzeuge mit einer nominellen Bordnetzspannung von 12V liegt ein typischer Wert für die vorbestimmte (das heißt die nied¬ rigste, beim Betrieb auftretende) Batteriespannung zwischen 8V und 10V, zum Beispiel 9V. For vehicles having a nominal voltage of 12V onboard power supply is a typical value for the predetermined (i.e., the nied ¬-lowest occurring during operation) battery voltage between 8V and 10V, for example, 9V.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist das Verfahren ferner auf: wenn die bestimmte Spannung gleich der vorbestimmten Batteriespannung ist, Verbinden des Magnetspulenantriebs mit der Batterie. According to another embodiment of the invention, the method further comprises: when the determined voltage is equal to the predetermined battery voltage, connecting the solenoid drive to the battery.
In dem Fall, wo die tatsächliche Batteriespannung gleich der vorbestimmten Batteriespannung ist, kommt mit anderen Worten eine herkömmliche „Freilauf gegen Batterie"-Phase zum Einsatz. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung erfolgt das Bestimmen der Batteriespannung kontinuierlich und die Frequenz und/oder das Tastverhältnis des abwechselnden Verbindens des Magnetspulenantriebs mit der Batterie und mit Masse werden in Abhängigkeit von der kontinuierlich bestimmten Batteriespannung festgelegt. In other words, in the case where the actual battery voltage equals the predetermined battery voltage, a conventional "freewheel-by-battery" phase is used. According to another embodiment of the invention, the determination of the battery voltage is continuous and the frequency and / or the duty cycle alternately connecting the solenoid drive to the battery and to ground are determined in accordance with the continuously determined battery voltage.
Mit anderen Worten wird die Batteriespannung dauernd überwacht und die Frequenz und/oder das Tastverhältnis werden dauernd in Abhängigkeit von der Batteriespannung festgelegt. In other words, the battery voltage is constantly monitored and the frequency and / or duty cycle are constantly set in accordance with the battery voltage.
Somit können auch plötzlich auftretende Schwankungen in der Batteriespannung berücksichtigt werden. 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. Thus, sudden fluctuations in the battery voltage can be taken into account. In accordance with a second aspect of the invention, 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.
Diese Motorsteuerung ermöglicht es, präzise Einspritzmengen auch bei variierender Bordnetzspannung zu erzielen. This engine control makes it possible to achieve precise injection quantities even with varying vehicle electrical system voltage.
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 . According to a third aspect of the invention, a computer program is described which, when executed by a processor, is adapted to perform the method according to the first aspect and / or one of the above embodiments.
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 . For the purposes of this document is the mention of such Com ¬ computer program equivalent to the concept of a Pro ¬ program element, a computer program product and / or a computer-readable medium containing instructions for controlling a computer system to the operation of a system or a method in to coordinate suitably to achieve the effects associated with the method according to the invention.
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. ^ 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. Further, the computer program may be provided in a network, such as the Internet, from where it may be downloaded by a user as needed. ^
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 Hard- ware-Komponenten, realisiert werden. 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.
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. It should be noted that embodiments of the invention have been described with reference to different subject matters ¬ . In particular, some embodiments of the invention are described with method claims and other embodiments of the invention with apparatus claims. However, it will be readily apparent to those skilled in the art upon reading this application that, unless explicitly stated otherwise, in addition to a combination of features belonging to a type of subject matter, any combination of features that may result in different types of features is also possible Subject matters belong.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform. Further advantages and features of the present invention will become apparent from the following exemplary description of a preferred embodiment.
Figur 1 zeigt typische zeitliche Verläufe von Spannung und FIG. 1 shows typical time profiles of voltage and
Strom bei Ansteuerung eines Kraftstoffinj ektors . Electricity when controlling a fuel injector.
Figur 2 zeigt die zeitlichen Verläufe aus Figur 1 und zu¬ sätzliche zeitliche Verläufe bei Ansteuerung mit einer höheren Batteriespannung. Figur 3 zeigt die zeitlichen Verläufe aus Figur 1 und zu¬ sätzliche zeitliche Verläufe bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinj ektors . 2 shows the waveforms of Figure 1 and ¬ additional temporal profiles for control with a higher battery voltage. Figure 3 shows the time profiles ector of Figure 1 and ¬ additional time profiles according to the invention in controlling a Kraftstoffinj.
Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an mög- liehen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellt. 0 It should be noted that the embodiments described below represent only a limited selection of possible loaned embodiments of the invention. 0
o O
Die Figur 1 zeigt typische zeitliche Verläufe von Spannung 10 und Strom 20 bei Ansteuerung eines Kraftstoffinj ektors . Am Anfang (links in Figur 1) ist die Spannung 10 ungefähr 0V und der Strom ist dementsprechend ungefähr 0A. Dann wird die Spannung 10 auf die sogenannte Boostspannung 12 erhöht, die zum Beispiel ca. 65V betragen kann, und der Spulenstrom steigt entlang des Kurvenabschnittes 22 bis zum Erreichen des vorgegebenen Maximalstromwertes (Peakstrom) an. Dann wird die Spannung 10 auf Batteriespannung (Bordnetzspannung) 14 eine Zeit lang gesetzt, wobei der Strom 24 in der sogenannten „Freilauf gegen Batterien-Phase abnimmt. Wenn der Spulenstrom einen weiteren vorbestimmten Wert erreicht, wird die eigentliche Haltephase eingeleitet, in der der Spulenstrom auf die Stromstärke geregelt wird, die dazu ausreicht, den Kraftstoffinj ektor offen zu halten. Letztere ist durch Kurvensegmente 16 und 26 dargestellt. Die Kurvensegmente 18 und 28 stellen jeweils Spannung und Strom am Ende des Ansteuervorgangs (bei und nach dem Schließen) dar. FIG. 1 shows typical time profiles of voltage 10 and current 20 when triggering a fuel injector. At the beginning (left in Figure 1) the voltage 10 is about 0V and the current is accordingly about 0A. Then, the voltage 10 is increased to the so-called boost voltage 12, which may be about 65V, for example, and the coil current increases along the curve portion 22 until reaching the predetermined maximum current value (peak current). Then, the voltage 10 is set to battery voltage (vehicle electrical system voltage) 14 for a while, wherein the current 24 decreases in the so-called "freewheeling against battery n- phase. When the coil current reaches another predetermined value, the actual holding phase is initiated, in which the coil current is controlled to the current sufficient to keep the fuel injector open. The latter is represented by curve segments 16 and 26. The curve segments 18 and 28 respectively represent voltage and current at the end of the driving process (during and after closing).
Die Figur 2 zeigt die zeitlichen Verläufe 10 und 20 aus Figur 1 und zusätzliche zeitliche Verläufe von Spannung und Strom bei gleicher Ansteuerung mit einer höheren Batteriespannung. Während der „Freilauf gegen Batterie"-Phase ist die Spannung, wie vom Kurvenabschnitt 15 dargestellt, folglich höher als die Spannung 14 und dementsprechend ist die Stromstärke entlang des Kur- venabschnittes 25 auch höher als entlang des Kurvenabschnittes 24. Des Weiteren zeigt der Kurvenabschnitt 27, dass auch während (insbesondere am Anfang) der Haltephase ein etwas höheren Strom durch den Magnetspulenantrieb fließt. Der größere Spulenstrom 25 führt zu höheren Magnetkräften und somit im Ergebnis zu einer anderen Einspritzmenge als der Spulenstrom 24. FIG. 2 shows the time profiles 10 and 20 from FIG. 1 and additional time profiles of voltage and current for the same activation with a higher battery voltage. During the "freewheeling against battery" phase, the voltage, as represented by the curve section 15, is consequently higher than the voltage 14 and, accordingly, the current along the curve section 25 is also higher than along the curve section 24. Furthermore, the curve section 27 shows in that a somewhat higher current also flows through the magnet coil drive during (especially at the beginning) of the holding phase The larger coil current 25 leads to higher magnetic forces and thus to a different injection quantity than the coil current 24.
Zusammenfassend zeigen die Figuren 1 und 2, dass Variationen in der Batteriespannung zu entsprechenden Variationen in der Einspritzmenge führen. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, wie eingangs erwähnt, diese Variationen zu reduzieren bzw. aufzuheben . Figur 3 zeigt die zeitlichen Verläufe aus Figur 1 und zusätzliche zeitliche Verläufe bei erfindungsgemäßer Ansteuerung eines Kraftstoffinjektors. Auch die erfindungsgemäße Ansteuerung beginnt mit einer In summary, Figures 1 and 2 show that variations in the battery voltage result in corresponding variations in the injection quantity. The aim of the present invention is, as mentioned above, to reduce or eliminate these variations. FIG. 3 shows the time profiles from FIG. 1 and additional time profiles in the case of activation of a fuel injector according to the invention. The control according to the invention also starts with a
Boostphase 12, 22, in welcher der Magnetspulenantrieb des Kraftstoffinj ektors mit einem gegenüber der Bordnetzspannung erhöhtem Spannungspuls (z.B. 65V) beaufschlagt wird, aber umfasst zusätzlich eine Bestimmung der aktuellen Batterie- bzw. Bordnetzspannung. Diese Bestimmung der Spannung wird vor, während oder nach der Boostphase 12, 22 durchgeführt. In diesem Beispiel wird es dabei festgestellt, dass die aktuelle Bat¬ teriespannung höher als die vorbestimmte Referenzspannung 14 ist. Um den zeitlichen Verlauf der Stromstärke 25 λ des durch den Magnetspulenantrieb fließenden Stromes während der ersten Haltephase an denjenigen zeitlichen Stromverlauf 24 anzug¬ gleichen, der auftreten würde, wenn die aktuelle Batterie¬ spannung gleich der vorbestimmten Batteriespannung 14 wäre, wird der Magnetspulenantrieb nun während der ersten Haltephase abwechselnd mit der Batterie (Bordnetz) und mit Masse verbunden, wie der viereckige Spannungsverlauf 15 λ in der Figur 3 zeigt. Dies führt, wie auch in der Figur 3 gezeigt, dazu, dass der ent¬ sprechende Stromverlauf 25 λ bis auf einige kleine Spitzen sehr nahe an dem Referenzverlauf 24 liegt. Somit wird mit der er- findungsgemäßen Ansteuerung immer im Wesentlichen die gleiche Einspritzmenge erzielt, auch wenn die Batteriespannung Boost phase 12, 22, in which the solenoid drive of the Kraftstoffinj ector with a relation to the vehicle electrical system voltage increased voltage pulse (eg 65V) is applied, but additionally includes a determination of the current battery or vehicle electrical system voltage. This determination of the voltage is performed before, during or after the boost phase 12, 22. In this example, it is determined here that the current Bat ¬ teriespannung is higher than the predetermined reference voltage fourteenth To the course of time of the current 25 λ of the current flowing through the solenoid drive current during the first holding phase to those temporal course of current 24 suit ¬ same, which would occur if the current battery voltage ¬ equal to the predetermined battery voltage 14, the solenoid drive is now during the first holding phase alternately with the battery (vehicle electrical system) and connected to ground, as the quadrangular voltage waveform 15 λ in Figure 3 shows. This results, as shown in Figure 3, cause the ent ¬ speaking current waveform is 25 λ except for some small peaks very close to the reference course 24th Thus, with the control according to the invention, essentially the same injection quantity is always achieved, even if the battery voltage
Schwankungen aufweist. Has fluctuations.
Der abwechselnde Spannungsverlauf 15 λ weist ein Tastverhältnis auf, das abhängig von der bestimmten (aktuellen) Batteriespannung ist, insbesondere von der Differenz zwischen der bestimmten und der vorbestimmten Spannung. Je größer die Differenz, desto länger wird der Magnetspulenantrieb mit Masse verbunden. Die vorbestimmte Batteriespannung ist vorzugsweise gleich der niedrigsten Batteriespannung, die beim Betrieb auftritt. Egal wie viel höher die tatsächliche Batteriespannung dann ist, erlaubt die erfindungsgemäße Ansteuerung eine einfache Anpassung, so dass bei jeder auftretenden Batteriespannung im Wesentlichen die gleiche Einspritzmenge erzielt wird. The alternating voltage curve 15 λ has a duty cycle, which is dependent on the determined (current) battery voltage, in particular the difference between the determined and the predetermined voltage. The larger the difference, the longer the solenoid drive will be connected to ground. The predetermined battery voltage is preferably equal to the lowest battery voltage that occurs during operation. No matter how much higher the actual battery voltage is then, the inventive control allows a simple Adjustment, so that at each occurring battery voltage substantially the same injection quantity is achieved.
Das oben geschilderte erfindungsgemäß Ansteuerverfahren kann in einfacher Weise durch ein Motorsteuergerät ausgeführt werden, da ein solches schon alle notwendige Mess-, Schalt- und Steue¬ relemente aufweist bzw. mit diesen verbunden ist. The above-described driving method according to the invention can be carried out in a simple manner by an engine control unit, since such already has all the necessary measuring, switching and Ste ¬ relemente or connected to these.
Bezugs zeichenliste Reference sign list
10 Spannungskurve10 voltage curve
12 Kurvenabschnitt12 curve section
14 Kurvenabschnitt14 curve section
15 Kurvenabschnitt15 curve section
15 λ Kurvenabschnitt15 λ curve section
16 Kurvenabschnitt16 curve section
18 Kurvenabschnitt18 curve section
20 Stromkurve20 current curve
22 Kurvenabschnitt22 curve section
24 Kurvenabschnitt24 curve section
25 Kurvenabschnitt25 curve section
25 λ Kurvenabschnitt25 λ curve section
26 Kurvenabschnitt26 curve section
27 Kurvenabschnitt27 curve section
27 λ Kurvenabschnitt27 λ curve section
28 Kurvenabschnitt 28 curve section
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