DE10138483A1

DE10138483A1 - Control method for electromagnetic device for fuel metering in internal combustion engine, by correcting excitation based on duration of current pulse

Info

Publication number: DE10138483A1
Application number: DE2001138483
Authority: DE
Inventors: Nestor Rodriguez-Amaya; Traugott Degler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-08-04
Filing date: 2001-08-04
Publication date: 2003-02-13

Abstract

Prior to excitation, the electromagnetic device receives a current pulse. The excitation is corrected based on a parameter that characterizes the duration of the current pulse. The duration and/or the start of the excitation may be corrected. The parameter characterizing the duration of the current pulse may depend on the time that elapses until the current reaches a predetermined amplitude. An Independent claim is also included for an apparatus for exciting an electromagnetic device.

Description

State of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers. The invention relates to a method and a device to control an electromagnetic consumer.

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung von elektromagnetischen Verbrauchern sind bekannt. Insbesondere zur Steuerung der Kraftstoffzumessung werden Magnetventile mit Endstufen, die eine sogenannte Boosterschaltung umfassen, verwendet. Mittels der Boosterschaltung wird eine wesentlich schnellere Erregung des Magnetkreises erreicht, als dies mit der normalen Versorgungsspannung im Fahrzeug möglich wäre. Beim Einsatz solcher Boosterschaltungen ist die Ansprechzeit des Magnetventils unabhängig von der Batteriespannung, die normalerweise von vielen Faktoren abhängig ist und sich somit entsprechend variabel darstellt. Der Äufwand dieser Boosterschaltungen ist nicht nur erheblich, sondern stellt auch aufgrund des Mehrkomponenteneinsatzes ein erhöhtes Ausfallrisiko der Endstufe dar. Der Wegfall dieser Boosterschaltung wirkt den genannten Nachteil entgegen, bringt aber als Nachteil die Batteriespannungsabhängigkeit der Ansprechzeit des Magnetventils. Method and device for controlling electromagnetic consumers are known. Especially for control the fuel metering are solenoid valves with output stages, which comprise a so-called booster circuit. The booster circuit makes it much faster Excitation of the magnetic circuit is achieved than with the normal supply voltage in the vehicle would be possible. At the Using such booster circuits is the response time of the Solenoid valve regardless of the battery voltage that usually depends on many factors and therefore represents accordingly variable. The effort of this Booster circuits are not only significant, but also represents an increased due to the multi-component use Risk of failure of the power amplifier. The loss of this booster circuit counteracts the mentioned disadvantage, but brings as Disadvantage is the battery voltage dependence of the response time Solenoid valve.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Mit dei erfindungsgemäßen Vorgehensweise kann die Steuerung eines elektromagnetischen Verbrauchers wesentlich verbessert. Insbesondere ist eine genauere Steuerung der Dauer eines bestimmten Schaltzustandes möglich. Insbesondere bei der Anwendung bei der Kraftstoffzumessung, kann die Genauigkeit dieser deutlich erhöht werden. With the procedure according to the invention, the control can of an electromagnetic consumer improved. In particular, is a more precise control of the duration a certain switching state possible. Especially with the Application in fuel metering, accuracy can this can be increased significantly.

Dies wird im wesentlichen dadurch erreicht, dass der Verbraucher vor einer Ansteuerung mit einem Stromimpuls beaufschlagt wird, und das ausgehend von einer Größe, die die Dauer des Stromimpulses charakterisiert, die Ansteuerung korrigiert wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass vor jeder Ansteuerung ein Stromimpuls ausgegeben wird, dass lediglich vor jedem Einspritzzyklus, der mehrere Teileinspritzungen umfassen kann, ein Stromimpuls ausgegeben wird oder dass der Stromimpuls lediglich bei Änderungen der Betriebsparameter und/oder der Umweltbedingungen ausgegeben wird. This is essentially achieved by the fact that the Consumer before activation with a current pulse is applied, and starting from a size that the Characterized duration of the current pulse, the control is corrected. It can be provided that before each Driving a current pulse that is only output before each injection cycle, the multiple partial injections may include a current pulse is output or that the Current pulse only when the operating parameters change and / or environmental conditions.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt bei dem der Strom durch den Verbraucher einen bestimmten Wert erreicht und dem Schaltzeitpunkt des Magnetventils konstant ist. Lediglich die Zeitdauer, bis dieser Stromwert erreicht wird, hängt vom Wert der Versorgungsspannung ab. Erfindungsgemäß ist deshalb vorgesehen, dass vor der eigentlichen Ansteuerung die Zeitdauer gemessen wird, bis der Strom den entsprechenden Stromwert erreicht. Ausgehend von dieser Zeitdauer wird dann die Ansteuerung derart korrigiert, dass die Ansteuerdauer für alle Zumessungen bei unterschiedlichen Versorgungsspannungen konstant ist. According to the invention, it was recognized that the time period between the time at which electricity flows through the consumer reached certain value and the switching time of the Solenoid valve is constant. Only the amount of time until this Current value is reached depends on the value of the Supply voltage from. According to the invention it is therefore provided that before the duration of the actual activation is measured, until the current reaches the corresponding current value. Based on this period of time, the control then becomes such corrected that the control duration for all metering at different supply voltages is constant.

Besonders vorteilhaft ist, dass die Dauer und/oder der Beginn der Ansteuerung korrigiert wird. Dadurch kann die Genauigkeit bei der Steuerung der eingespritzten Kraftstoffmenge und/oder die Genauigkeit des Beginns der Einspritzung und der hiervon abhängigen Größen verbessert werden. It is particularly advantageous that the duration and / or the Beginning of control is corrected. This allows the Accuracy in controlling the injected Amount of fuel and / or the accuracy of the start of injection and the sizes dependent thereon are improved.

drawing

Im Folgenden wird die erfindungsgemäße Vorgehensweise am Beispiel eines elektromagnetischen Verbrauchers, der insbesondere zur Kraftstoffzumessung in eine Brennkraftmaschine dient, beschrieben. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise ist nicht auf diese Anwendung begrenzt. Sie kann auch bei anderen Verbrauchern, die kurz hintereinander angesteuert werden, eingesetzt werden. Dies ist insbesondere bei Magnetventilen, die zur Steuerung von Flüssigkeiten in Kraftfahrzeugen verwendet werden, der Fall. The procedure according to the invention is described below Example of an electromagnetic consumer who in particular for metering fuel in an internal combustion engine serves, described. The procedure according to the invention is not limited to this application. You can also at other consumers who controlled in quick succession are used. This is particularly the case with Solenoid valves used to control liquids in Motor vehicles are used, the case.

Üblicherweise ist der elektrische Verbraucher 100, ein Schaltmittel 110 und ein Strommessmittel 120 in Reihe zwischen einer Spannungsversorgung 130 und einem Masseanschluss 135 geschaltet. Die in Fig. 1 dargestellte Reihenfolge der Elemente ist dabei beispielhaft gewählt. The electrical consumer 100 , a switching means 110 and a current measuring means 120 are usually connected in series between a voltage supply 130 and a ground connection 135 . The sequence of the elements shown in FIG. 1 is chosen as an example.

Das Schaltmittel 110 wird von einer Steuerung 140 mit Ansteuersignalen A beaufschlagt. Das Strommessmittel 120, das in Fig. 1 beispielhaft als Widerstand ausgebildet ist, steht mit einer Stromermittlung 150 in Verbindung. Diese wiederum beaufschlagt die Steuerung 140 mit einem Signal, das den Stromfluss durch den Verbraucher charakterisiert. The control means 110 is acted upon by control signals A with a control 140 . The current measuring means 120 , which is designed as a resistor in FIG. 1, is connected to a current determination 150 . This in turn applies a signal to the controller 140 which characterizes the current flow through the consumer.

Ausgehend von verschiedenen Betriebskenngrößen der Brennkraftmaschine und/oder Umgebungsbedingungen, sowie dem Fahrerwunsch, berechnet die Steuerung 140 das Ansteuersignal A zur Ansteuerung des Schaltmittels 110. Abhängig von dem Ansteuersignal A gibt das Schaltmittel 110 den Stromfluss durch den elektromagnetischen Verbraucher 100 frei. Dieser Stromfluss hat beispielsweise zur Folge, dass der elektromagnetische Verbraucher die Kraftstoffzumessung ermöglicht bzw. unterbindet. Durch Vorgabe des Ansteuersignals A wird die eingespritzte Kraftstoffmenge bestimmt. Based on various operating parameters of the internal combustion engine and / or ambient conditions, as well as the driver's request, the controller 140 calculates the control signal A for controlling the switching means 110 . Depending on the control signal A, the switching means 110 releases the current flow through the electromagnetic consumer 100 . This current flow has the consequence, for example, that the electromagnetic consumer enables or prevents fuel metering. The injected fuel quantity is determined by presetting the control signal A.

Üblicherweise ist vorgesehen, dass der durch den Verbraucher fließende Strom mittels des Strommessmitttels 120 erfasst wird. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Spannungsabfall an dem Widerstand 120 von der Stromermittlung 150 ausgewertet und ausgehend von dem Spannungsabfall ein Signal bereitgestellt, das den Strom, der durch den Verbraucher fließt, charakterisiert. Dieses Signal wird von der Steuerung 140 entsprechend ausgewertet. It is usually provided that the current flowing through the consumer is detected by means of the current measuring means 120 . In the exemplary embodiment shown, the voltage drop across the resistor 120 is evaluated by the current determination 150 and, based on the voltage drop, a signal is provided which characterizes the current flowing through the consumer. This signal is evaluated by the controller 140 accordingly.

In Fig. 2 ist qualitativ der Verlauf des Strom I, der durch ein Verbraucher fließt bei zwei unterschiedlichen Versorgungsspannungen aufgetragen. Zum Zeitpunkt TS übersteigt der Strom einen Schwellwert IS und steigt dann auf den Anzugstrom an. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel fällt der Strom nach einer festgelegten Zeit auf ein Haltestromniveau ab. Zum Zeitpunkt TE endet die Ansteuerung und die Einspritzung. Üblicherweise verstreicht eine gewisse Zeit zwischen dem Beginn der Ansteuerung und der Reaktion der Ventilnadel des Magnetventils. Der Zeitpunkt bei dem die Magnetventilnadel ihre neue Entlage erreicht, wird üblicherweise erfasst und ist mit dem Zeitpunkt TB markiert. Der. Zeitpunkt TB entspricht dem Zeitpunkt, bei dem die Kraftstoffzumessung beginnt. In FIG. 2 is qualitatively the curve of the current I applied by a consumer flows at two different supply voltages. At time TS, the current exceeds a threshold IS and then increases to the pull-in current. In the exemplary embodiment shown, the current drops to a holding current level after a predetermined time. The triggering and the injection end at time TE. Usually, a certain time elapses between the start of activation and the reaction of the valve needle of the solenoid valve. The time at which the solenoid valve needle reaches its new position is usually recorded and is marked with the time TB. The. Time TB corresponds to the time at which the fuel metering begins.

Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass die Zeitspanne zwischen dem Zeitpunkt TS und dem Zeitpunkt TB, bei dem die Magnetventilnadel ihre neue Entlage erreicht hat, unabhängig von der Versorgungsspannung ist. According to the invention, it was recognized that the time period between the time TS and the time TB at which the Solenoid valve needle has reached its new deposition, regardless of the supply voltage.

Mit einer gestrichelten Linie ist der Stromverlauf für eine kleinere Versorgungsspannung eingezeichnet. Dabei ist der Signalverlauf derart aufgetragen, dass der Zeitpunkt TB bei beiden Einspritzungen zusammenfällt und die Ansteuerung die gleiche Kraftstoffmenge zumisst. With a dashed line, the current flow is for one smaller supply voltage is shown. Here is the Signal curve plotted such that the time TB at two injections coincide and the control the meter the same amount of fuel.

Vor der eigentlichen Ansteuerung, die zur Kraftstoffzumessung führt, wird zum Zeitpunkt T0 der Verbraucher mit einem Stromimpuls beaufschlagt. Dabei wird die Zeitdauer erfasst, bis der Strom den Wert IS erreicht. Bei dem Stromverlauf, der mit durchgezogener Linie eingezeichnet ist, entspricht dies der Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt T0 und TN. Bei niederer Versorgungsspannung, die mit gestrichelter Linie dargestellt ist verlängert sich die Zeitdauer entsprechend. Um diese verlängerte Zeitspanne muss die Ansteuerung früher erfolgen, damit der Strom bis zum Zeitpunkt TS auf den Wert IS angestiegen ist und die eigentliche Einspritzdauer gleich lang ist wie bei einer höheren Versorgungsspannung. Before the actual control, which for Fuel metering leads, at time T0 the consumer with a Current pulse applied. The period of time is recorded until the current reaches IS. With the current flow, which is drawn with a solid line this is the time period between the time T0 and TN. at lower supply voltage, the dashed line the duration is shown accordingly. The control must be earlier for this extended period of time take place so that the current to the time TS to the value IS has increased and the actual injection duration is the same long as with a higher supply voltage.

In Fig. 3 ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise beispielhaft als Flussdiagramm dargestellt. In einem ersten Schritt 300 wird ein Zeitzähler T auf 0 gesetzt. Anschließend wird in Schritt 310 der Verbraucher mit dem Ansteuersignal A beaufschlagt. Die sich anschließende Abfrage 320 überprüft, ob der Strom I, der durch den Verbraucher fließt größer als der Stellwert IS ist. Ist es nicht der Fall, so wird der Zeitzähler in Schritt 330 erhöht. Anschließend erfolgt erneut Schritt 310. Ist dies der Fall, d. h. der Strom I ist größer als der Stellwert IS so wird die Zeit T1 mit dem Wert T des Zeitzählers besetzt. Es bedeutet: In Schritt 340 wird der Wert T1 mit der Dauer belegt, die der Strom bei dem aktuellen Bedingungen benötigt, um von dem Wert 0 auf den Wert IS anzusteigen. Anschließend wird in Schritt 350 ein Korrekturwert TK bestimmt, der angibt um welche Zeitdauer TK der Ansteuerbeginn bzw. die gesamte Ansteuerung zu korrigieren ist. Dabei gilt für den Korrekturwert TK die Beziehung:
TK = T1-TN In Fig. 3, the procedure of the invention is exemplified as a flow chart. In a first step 300 , a time counter T is set to 0. The control signal A is then applied to the consumer in step 310 . The subsequent query 320 checks whether the current I flowing through the consumer is greater than the manipulated variable IS. If this is not the case, the time counter is increased in step 330 . Then step 310 takes place again. If this is the case, ie the current I is greater than the manipulated value IS, the time T1 is set to the value T of the time counter. It means: In step 340 , the value T1 is assigned the duration that the current requires under the current conditions in order to rise from the value 0 to the value IS. A correction value TK is then determined in step 350 , which indicates the time period TK to be used to correct the start of activation or the entire activation. The following applies to the correction value TK:
TK = T1-TN

Anschließend erfolgt dann die übliche Ansteuerung zur Kraftstoffzumessung. Then the usual control for Fuel metering.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass vor dem eigentlichen Ansteuerung zur Kraftstoffzumessung der Verbraucher mit einem kurzen Stromimpuls beaufschlagt wird. Dieser Stromimpuls ist so gewählt, dass die Stromschwelle IS erreicht und die Stromanstiegszeit T1, die benötigt wird bis der Strom von dem Wert 0 auf den Wert IS ansteigt, ermittelt werden kann. Bei einer Normbatteriespannung wird diese Stromanstiegszeit als Normanstiegszeit TN bezeichnet. Eine solche Ansteuerung mit Normbatteriespannung ist in der Fig. 2 mit der durchgezogenen Linie dargestellt. Abhängig von der Batteriespannung ergibt sich eine unterschiedliche Anstiegszeit T1. Der Ansteuervorgang wird nun mit der Differenz der beiden Werte T1 und TN korrigiert. Der Startzeitpunkt der Ansteuerung ist je nach Vorzeichen des Korrekturwerts TK vor- bzw. nacheilend. Durch diese Korrektur wird die Stromschwelle IS stets zum gleichen Zeitpunkt überschritten, wodurch die Einschaltzeit TB des Ventils batterieunabhängig wird. According to the invention, a short current pulse is applied to the consumer before the actual activation for fuel metering. This current pulse is selected such that the current threshold IS is reached and the current rise time T1, which is required until the current increases from the value 0 to the value IS, can be determined. In the case of a standard battery voltage, this current rise time is referred to as the standard rise time TN. Such control with standard battery voltage is shown in FIG. 2 with the solid line. Depending on the battery voltage, there is a different rise time T1. The control process is now corrected with the difference between the two values T1 and TN. Depending on the sign of the correction value TK, the start of the control is leading or lagging. As a result of this correction, the current threshold IS is always exceeded at the same time, as a result of which the switch-on time TB of the valve becomes battery-independent.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird der Ansteuerbeginn korrigiert. Dadurch ist gewährleistet, das der Beginn der Kraftstoffzumessung TB zu einem gewünschten Zeitpunkt oder einer gewünschten Winkelstellung der Kurbel- und/oder Nockenwelle erfolgt. In a preferred embodiment, the Start of control corrected. This ensures that the beginning the fuel metering TB at a desired point in time or a desired angular position of the crank and / or Camshaft is done.

Bei einer vereinfachten Ausführungsform wird lediglich die Ansteuerdauer derart korrigiert, dass die für die Einspritzung wirksame Zeit zwischen TB und TE konstant bleibt. In a simplified embodiment, only the Control time corrected so that for the Injection effective time between TB and TE remains constant.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ermittlung der Korrekturwerte vor jeder Einspritzung erfolgt. Das heißt der Stromimpuls und/oder die Berechnung der Korrekturwerte erfolgt unmittelbar vor jeder Einspritzung. Bei vereinfachten Ausführungsformen kann auch vorgesehen sein, dass die Ermittlung der Korrekturwerte nur in bestimmten Abständen, insbesondere einmalig nach dem Start der Brennkraftmaschine, erfolgt. It is particularly advantageous if the determination of the Correction values take place before each injection. That is called Current pulse and / or the calculation of the correction values takes place immediately before each injection. With simplified Embodiments can also be provided that the Determination of the correction values only at certain intervals, especially once after starting the internal combustion engine, he follows.

Claims

1. Method of controlling an electromagnetic Consumer, especially for fuel metering in a Internal combustion engine, the consumer in front of a Control is acted upon by a current pulse, and starting from a size that the duration of the Characterized current pulse, the control is corrected.

2. The method according to claim 1, that the duration and / or the Beginning of control is corrected.

3. The method of claim 1 or 2, that the size that the Duration of the current pulse characterized by the The amount of time that elapses before the current passes predetermined current level reached.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that, based on the size that characterized the duration of the current pulse Correction value for correcting the duration and / or the start of the Control can be specified.

5. Device for controlling an electromagnetic Consumer, especially for fuel metering in a Internal combustion engine, with means that the consumer before apply a current pulse to a control, and starting from a size that the duration of the Characterized current pulse, correct the control.