DE10351141A1 - Method for compensating injector scattering in injectors - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zur Kompensation von Injektorstreuungen bei Einspritzventilen (11 bis 14) mit piezoelektrischem Aktor (19) zur Kraftstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen vorgeschlagen, wobei in einem elektronischen Steuergerät (10) injektorindividuelle Korrekturen der Aktorladungen (Q1 bis Q4) für die einzelnen Aktoren (19) so durchgeführt werden, dass der Nadelhub der Injektornadel bzw. Ventilnadel (17) bei Vollhub jeweils einem vorgegebenen Normhub entspricht. Zusätzlich wird im Steuergerät (10) eine Codierungsfunktion implementiert, durch die injektorindividuell Korrekturen für die Ladezeit t¶on¶, die Einspritzzeit t¶i¶ und die Entladezeit t¶off¶ des Aktors (19) zur Angleichung an eine vorgegebene Normkennlinie oder Masterkennlinie durchgeführt werden. Hierdurch können individuelle Abweichungen der Einspritzventile untereinander nahezu vollständig kompensiert werden.A method for compensating injector scattering in injection valves (11 to 14) with piezoelectric actuator (19) for fuel injection in internal combustion engines is proposed, wherein injector-individual corrections of the actuator charges (Q1 to Q4) for the individual actuators (19 ) are performed so that the needle stroke of the Injektornadel or valve needle (17) at full stroke each corresponds to a predetermined standard stroke. In addition, an encoding function is implemented in the control unit (10), by injector-specific corrections for the loading time t¶on¶, the injection time t¶i¶ and the discharge time t¶off¶ the actuator (19) performed to match a predetermined standard curve or master characteristic become. As a result, individual deviations of the injectors with each other can be almost completely compensated.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kompensation von Injektorstreuungen bei Einspritzventilen mit piezoelektrischem Aktor zur Kraftstoffeinspritzung in Brennkraftmaschinen, wobei in einem elektronischen Steuergerät injektorindividuelle Korrekturen der Aktorladungen für die einzelnen Aktoren so durchgeführt werden, dass der Nadelhub der Injektornadel bei Vollhub jeweils einem vorgegebenen Normhub entspricht.The The invention relates to a method for compensating injector scattering Injectors with piezoelectric actuator for fuel injection in internal combustion engines, wherein in an electronic control unit injector-individual Corrections of the actuator charges for the individual actuators are performed so that the needle stroke the injector needle at full stroke each a predetermined standard deviation equivalent.
Derartige Einspritzventile mit piezoelektrischem Aktor können mehrere Einspritzsequenzen pro Arbeitsspiel (z.B. Doppeleinspritzung) bewältigen, wobei eine hohe Zumessgenauigkeit erforderlich ist, um alle Vorteile optimal ausnutzen zu können. Um diese Zumessgenauigkeit zu erreichen, müssen mögliche system- und fertigungsbedingte Mengentoleranzen der Einspritzventile im Motorbetrieb bzw. Fahrzeugbetrieb zuverlässig kompensiert werden. Solche Toleranzen werden im Wesentlichen durch zwei Merkmale bestimmt, nämlich durch die Streuung des Aktor-Hubvermögens und die Streuung der Hubverluste im Injektor (Differenz zwischen Aktorhub und Nadelhub).such Injectors with piezoelectric actuator can have multiple injection sequences per Working cycle (e.g., double injection) cope, with a high metering accuracy is required to take full advantage of all the benefits. Around To achieve this metering accuracy must possible system and manufacturing-related Quantity tolerances of the injection valves in engine operation or vehicle operation reliable be compensated. Such tolerances are essentially determined by two Features determined, namely by the dispersion of the actuator lifting capacity and the dispersion of the lifting losses in the injector (difference between actuator stroke and needle stroke).
Um die Streubreite der Injektoren zu reduzieren, werden diese in bekannter Weise nach der Fertigung vermessen, und es werden injektorspezifische Informationen als Codierung ermittelt. Die Funktionen im Steuergerät, bei dem es sich um das zentrale Motorsteuergerät handeln kann, reduzieren anhand dieser Informationen bzw. Codierungen die Varianz der eingespritzten Kraftstoffmengen. Dabei werden mittels einer Korrektor der Aktorladung der Nadelhub bei Vollhub auf den Wert eines Masters bzw. eines Masterventils eingestellt, also normiert.Around To reduce the spread of the injectors, these are in known Measure after fabrication and injector specific information determined as coding. The functions in the control unit in which it can be the central engine control unit, reduce from this information or coding the variance of the injected Quantities of fuel. In this case, by means of a corrector of the actuator charge The needle stroke at full stroke to the value of a master or a master valve set, so normalized.
Bei unterschiedlichen Hubverlusten der Injektoren reicht diese Ladungskorrektur jedoch nicht aus, um insbesondere die Einspritzmengen zu korrigieren. Theoretische Untersuchungen haben gezeigt, dass Unterschiede im Hubverlust zu unterschiedlichen Ventilverzugszeiten und Nadelöffnungsgeschwindigkeiten führen, welche sich in der Mengenkennlinie bemerkbar machen. Im Vollhub zeigen sich auch nach der Ladungskorrektur noch einspritzzeitunabhängige Mengenfehler, während die Mengenfehler im Teilhub von der Einspritzzeit abhängig sind.at different stroke losses of the injectors extends this charge correction but not enough to correct in particular the injection quantities. Theoretical investigations have shown that differences in the Stroke loss at different valve delay times and needle opening speeds to lead, which are noticeable in the quantity characteristic. In full stroke even after the charge correction, injection-time-independent quantity errors still show up, while the quantity errors in the partial stroke are dependent on the injection time.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Wirkungen von Toleranzen der Einspritzventile noch weiter zu reduzieren, insbesondere im Hinblick auf die Einspritzmengen und Einspritzzeiten.A Object of the present invention is the effects of tolerances of injectors even further reduce, especially in With regard to the injection quantities and injection times.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a Method solved with the features of claim 1.
Durch die erfindungsgemäße Codierungsfunktion werden die Kennlinien der Injektoren an eine Masterkennlinie bzw. Normkennlinie angepasst, so dass dadurch die Ansteuerparameter Ladezeit, Einspritzzeit und Entladezeit ebenfalls dieser Normkennlinie entsprechen und die Abweichungen bezüglich Einspritzmenge und Dauer von einem Norminjektor minimiert werden.By the coding function according to the invention the characteristic curves of the injectors to a master characteristic curve or Standard characteristic, so that the control parameters load time, Injection time and discharge time also correspond to this standard curve and the differences regarding Injection quantity and duration are minimized by a standard injector.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Anspruch 1 angegebenen Verfahren möglich. Die Codierungsfunktion wird bei einer bevorzugten Ausführung des Verfahrens aus injektorindividuellen Codierdaten erzeugt, insbesondere aus der Ladung Q0, bei der die Injektornadel gerade öffnet, so wie aus der Ladung Qref für den Referenznadelhub. Dabei wird bevorzugt aus diesen Größen der injektorindividuelle Hubverlust berechnet, der maßgeblich für die erforderliche Korrektur ist.The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of claim 1 method are possible. In a preferred embodiment of the method, the coding function is generated from injector-specific coding data, in particular from the charge Q 0 at which the injector needle is currently opening, and from the charge Q ref for the reference needle stroke. In this case, the injector-specific stroke loss, which is decisive for the required correction, is preferably calculated from these variables.
Diese Berechnung des injektorindividuellen Hubverlusts erfolgt zweckmäßigerweise während einer Initialisierungsphase.These Calculation of the injector-individual stroke loss is expediently carried out while an initialization phase.
Zur Korrektur werden im Steuergerät vorzugsweise ein Offset-Korrekturwert Qto,ti für die Ladezeit ton im Vollhub und für die Einspritzzeit ti berechnet. Entsprechend wird auch ein Offset-Korrekturwert Otoff für die Entladezeit im Vollhub berechnet.For correction, an offset correction value Q to, ti for the charging time t on in the full stroke and for the injection time t i are preferably calculated in the control unit. Accordingly, an offset correction value O toff for the discharge time in the full stroke is calculated.
Die korrigierte Ladezeit, die korrigierte Einspritzzeit und die korrigierte Entladezeit ergeben sich aus den entsprechenden unkorrigierten Werten addiert mit den berechneten Offset-Korrekturwerten in vorteilhafter Weise.The corrected charging time, the corrected injection time and the corrected Discharge time results from the corresponding uncorrected values added with the calculated offset correction values in an advantageous manner.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and in the following description explained in more detail. It demonstrate:
Bei
dem in
Bei
den vier Einspritzventilen
Ein
Ventilgehäuse
Wie
bereits eingangs ausgeführt,
treten in einem derartigen Einspritzventil
Die Flächendifferenzen bei der Bewegung der Ventilnadeln sind schraffiert dargestellt. Daraus ist ersichtlich, dass trotz gleicher Zeiten ton, ti und toff sowie gleichen Vollhub unter schiedliche Einspritzmengen für die Einspritzventile zugeführt werden. Dies soll durch das erfindungsgemäße Verfahren kompensiert werden.The surface differences in the movement of the valve needles are shown hatched. It can be seen that, despite the same times t on , t i and t off and the same full stroke under different injection quantities are supplied to the injectors. This should be compensated by the method according to the invention.
Beim
erfindungsgemäßen Verfahren
wird im Steuergerät
Aus
den injektorindividuell codierten Daten, nämlich der Ladung Q0,
bei der die Ventilnadel
Im Steuergerät wird zum Beispiel während der Initialisierungsphase der injektorindividuelle Hubverlust Hinj gemäß folgender Beziehung berechnet.In the control unit, for example, during the initialization phase, the injector-individual stroke loss H inj is calculated according to the following relationship.
Der Referenznadelhub Nref wird dabei bei der Referenzladung Qref erreicht. Unter den oben genannten Annahmen ist es möglich, die Fläche unter der zeitlichen Hubkurve der Injektorren zylinderindividuell durch eine Korrektur des Verlaufs der Ladezeit ton, der Einspritzzeit ti und der Entladezeit toff im Vollhub und im Teilhub gleichzustellen. Die so entstehende Verschiebung der Einspritzlage muss ebenfalls noch zylinderindividuell korrigiert werden.The Referenznadelhub N ref is achieved at the reference charge Q ref . Under the above assumptions, it is possible to equalize the area under the time lift curve of injector cylinders individually by correcting the course of the charging time t on , the injection time t i and the discharging time t off in the full and partial strokes. The resulting shift in the injection position must also be corrected individually for each cylinder.
Die Korrektur für die Ladezeit ton, die Einspritzzeit ti und die Einspritzlage ergibt sich aus den Hubverlusten des jeweiligen Einspritzventils bzw. Injektors und des Masters nach folgender Formel: The correction for the charging time t on , the injection time t i and the injection position results from the lifting losses of the respective injection valve or injector and the master according to the following formula:
Durch diese Formel wird ein Offset-Korrekturwert Oton,ti für diese Korrektur berechnet. Die Korrektur bzw. der Offset-Korrekturwert für die Entladezeit toff ergibt sich aus den Hubverlusten des jeweiligen Einspritzventils und des Masters nach folgender Formel: This formula calculates an offset correction value O ton, ti for this correction. The correction or the offset correction value for the discharge time t off results from the lift losses of the respective injection valve and the master according to the following formula:
Mit
dem berechneten Offset-Korrekturwerten ergibt sich die korrigierte
Ladezeit zu:
Mit den berechneten Korrekturen verschiebt sich die Einspritzlage und passt sich die Hubkurve an die Masterkurve bzw. die Normhubkennlinie an. Das Steuergerät korrigiert somit zylinderindividuell bzw. injektorindividuell die jeweilige Hubkennlinie, so dass Toleranzen der Injektoren automatisch ausgeglichen werden.With the calculated corrections shifts the injection position and The lift curve adapts to the master curve or the standard stroke characteristic at. The control unit thus corrects cylinder-specific or injector-individual the respective stroke characteristic, so that tolerances of the injectors automatically be compensated.
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