DE102007018627A1 - Method and device for calibrating actuators for internal combustion engines - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren von Stellgliedern, insbesondere Brennstoffinjektoren, für Brennkraftmaschinen mittels Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagrammen, wobei mit jedem Stellglied Brennstoff mit einem Druckwert und einem Massewert in einen Brennstoffraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist, mit folgenden Schritten: - Auswählen einer vorbestimmbaren Menge an Stellgliedern aus einer Vielzahl an Stellgliedern; - Messen von Druck- und Massewerten jedes Stellgliedes in seinem gesamten Arbeitsbereich und Bestimmung von jeweils einem zugehörigen Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagramm; - Berechnen eines gemeinsamen, gemittelten Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagramms als Nominal-Kennfeld für die ausgewählten Stellglieder; - Bestimmung einer Mehrzahl von Korrekturkennwertfelddiagrammen und von Koordinaten innerhalb eines Kennwertfelddiagramms bestehender, optimierter Kalibrationsmesspunkte mittels dem gemittelten Kennwertfelddiagramm und den zu den ausgewählten Stellgliedern zugehörigen Kennwertfelddiagrammen, und - Korrektur von Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerten weiterer Stellglieder mittels der Korrekturkennlinienfelddiagramme.The invention relates to a method for calibrating actuators, in particular fuel injectors, for internal combustion engines by means of mass-pressure-time characteristic field diagrams, wherein with each actuator fuel having a pressure value and a mass value can be injected into a fuel chamber of the internal combustion engine, comprising the following steps: - selecting one pre-definable amount of actuators from a plurality of actuators; - Measuring pressure and mass values of each actuator in its entire working range and determination of a respective mass-pressure-time characteristic field diagram; - calculating a common, averaged mass-pressure-time characteristic field diagram as a nominal map for the selected actuators; Determination of a plurality of correction characteristic field diagrams and coordinates within a characteristic field diagram of existing, optimized calibration measurement points by means of the averaged characteristic field diagram and the characteristic field diagrams associated with the selected actuators, and correction of pressure, mass and / or injection duration values of further actuators by means of the correction characteristic field diagrams.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Stellgliedern, insbesondere Brennstoffinjektoren für Brennkraftmaschinen mittels Masse-Druck-Zeit- oder Volumen-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagrammen, wobei mit jedem Stellglied Brennstoff mit einem Druckwert und einem Massewert in einem Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist, gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 8.The The invention relates to a method and a device for calibrating of actuators, in particular fuel injectors for Internal combustion engines by mass-pressure-time or volume-pressure-time characteristic field diagrams, with each actuator fuel with a pressure value and a Mass value in a combustion chamber of the internal combustion engine einspritzbar is, according to the preamble of the claims 1 and 8.
Aus
Es ist hierfür vorgesehen, dass die Korrekturdaten am Ende der Fertigung jedes Kraftstoffinjektors, die sich aufgrund gewisser Fertigungstoleranzen von Injektor zu Injektor unterscheiden und Brennstoffabgaben durchführen, ermittelt und in den Datenträger eingelesen werden. Dabei kann der Datenträger als Barcode oder als nur lesbares Speicherelement ausgebildet sein. Bei der ersten Initialisierung des Steuergerätes werden dann diese Daten in einen beschreibbaren Speicher des Steuergerätes eingelesen und im späteren Betrieb zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet.It It is provided that the correction data at the end the production of each fuel injector, which is due to certain Distinguish manufacturing tolerances from injector to injector and Fuel deliveries, determined and in the disk be read. In this case, the disk as a barcode or be designed as read-only memory element. In the first Initialization of the controller then become this data read into a writable memory of the control unit and in later operation for controlling the internal combustion engine used.
Moderne Steuergeräte beinhalten verschiedene Funktionen, die ebenfalls Korrekturwerte ermitteln, die einem Injektor zuzuordnen sind. Eine solche Funktion wird beispielsweise als Nullmengenkalibration bezeichnet. Diese Daten werden im Steu ergerät abgelegt und zur Steuerung der Brennkraftmaschine verwendet.modern Control units include various functions as well Determine correction values that are assigned to an injector. A such a function is called, for example, zero-quantity calibration. These data are stored in the control unit and used for control the internal combustion engine used.
Es
wird üblicherweise die individuelle Einspritzmenge eines
Kraftstoffinjektors an mehreren Prüfpunkten innerhalb eines
Prüfstandes erfasst. Dabei wird die Abweichung der jeweiligen
Einspritzmenge vom Sollwert ermittelt. Diese Daten werden bei der
Injektorfertigung in geeigneter Form auf einem Injektor angebracht. Bei
der Motormontage und/oder bei der Fahrzeugmontage werden die Daten über
geeignete Systeme, beispielsweise über eine Diagnoseschnittstelle
in das Steuergerät übertragen. Es gibt in diesem
Zusammenhang Verfahren zur Speicherung dieser Daten, die einen Austausch
dieses Steuergerätes bei Auftreten eines Defektes ermöglichen.
Diese sind aus der
Ein vorrangiges Problem hierbei ergibt sich hierdurch, dass eine individuelle Vermessung der Kraftstoffinjektoren in ihrem gesamten Arbeitsbereich notwendig ist, um entsprechend Korrekturdaten zu berechnen und diese auf dem Brennstoffinjektoren kenntlich zu machen. Derartige in Prüfständen durchgeführte Vermessungsverfahren sind extrem zeit- und kostenaufwändig und somit für eine in Großserie stattfindenden Produktion einer großen Anzahl an Brennstoffinjektoren ungeeignet.One The primary problem here is that an individual Measurement of the fuel injectors in their entire working range is necessary to calculate accordingly correction data and this to mark on the fuel injectors. Such in test stands Surveying procedures are extremely time-consuming and costly and thus for a mass production production of a large number of fuel injectors not suitable.
Weiterhin ist zu berücksichtigen, dass Brennstoffinjektoren Alterungsprozeßen unterliegen, welche eine Adaption der einzelnen Brennstoffinjektoren an ihre jeweiligen Funktionszustände erfordern.Farther It should be remembered that fuel injectors are aging processes subject, which is an adaptation of the individual fuel injectors to their respective functional states require.
Aus
der
Aus
Weiterhin ist bekannt, Injektoren mit in einem Prüfstand ermittelten Messdaten in verschiedene Gruppen zu klassifizieren, um hierdurch beispielsweise eine Gruppe an Injektoren mit geringen Brennstoffabgaben, eine Gruppe an Injektoren mit hohen Brennstoffabgaben und eine Gruppe an Injektoren ohne wesentliche Abweichungen von den Sollwerten der Brennstoffabgaben zu erhalten. In einem Kraftfahrzeug werden dann anschließend Kraft-stoffinjektoren aus lediglich einer Gruppe eingebaut und das Steuergerät entsprechend programmiert. Eine derartige Klassifizierung hat nachteilhaft die Zusammenfassung einer Großzahl von Injektoren innerhalb einer Gruppe mit weiterhin – wenn auch geringerer – unterschiedlichen Brennstoffabgabencharakteristiken zur Folge, so dass selbst bei einer Verwendung von Brennstoffinjektoren aus einer gemeinsamen Gruppe keine optimale Aufeinanderabstimmung der in einem gemeinsamen Motor verwendeten Brennstoffinjektoren vorliegt.Farther is known injectors with determined in a test bench Classify measurement data into different groups to thereby For example, a group of injectors with low fuel deliveries, a Group of injectors with high fuel discharges and a group on injectors without significant deviations from the nominal values of the To receive fuel levies. In a motor vehicle then then fuel injectors from just one Group installed and programmed the control unit accordingly. Such a classification disadvantageously has the abstract a large number of injectors within a group with continue - albeit lesser - different Fuel delivery characteristics result, so even at use of fuel injectors from a common group no optimal co-ordination of in a common engine used fuel injectors is present.
Demzufolge liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kalibration von Brennstoffinjektoren für Brennkraftmaschinen zur Verfügung zu stellen, welches/welche eine Kompensierung von Abweichungen in den Brennstoffabgabencharakteristiken einzelner Brennstoffinjektoren auf schnelle und kostengünstige Weise ermöglicht, ohne dass hierfür die einzelnen Brennstoffinjektoren in ihrem gesamten Arbeitsbereich vermessen werden müssen.As a result, The present invention is based on the object, a method and a device for calibrating fuel injectors for To provide internal combustion engines, which / which a compensation of deviations in the fuel delivery characteristics single fuel injectors on fast and cost effective Way, without allowing the individual Measure fuel injectors throughout their work area Need to become.
Diese Aufgabe wird verfahrensseitig durch die Merkmale des Patentanspruches 1 und vorrichtungsseitig durch die Merkmale des Patentanspruchs 8 gelöst.These Task is procedurally by the features of claim 1 and device side by the features of the claim 8 solved.
Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass bei einem Verfahren zum Kalibrieren von Stellgliedern, insbesondere Brennstoffinjektoren für Brennkraftmaschinen mittels Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagrammen, wobei mit jedem Stellglied Brennstoff mit einem Druckwert und einem Massewert in einem Brennraum der Brennkraftmaschine einspritzbar ist, folgende Schritte durchgeführt werden:
- – Auswählen einer vorbestimmbaren Menge an Stellgliedern aus einer Vielzahl an Stellgliedern;
- – Messen von Druck- und Massewerten jedes Stellgliedes in seinem gesamten Arbeitsbereich und Bestimmung von jeweils einem zugehörigen Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagramm;
- – Berechnen eines gemeinsamen, gemittelten Masse-Druck-Zeit-Kennwertfelddiagramms als Nominal-Kennfeld für die ausgewählten Stellglieder;
- – Bestimmung einer Mehrzahl von Korrekturkennwertfelddiagrammen und von Koordinaten innerhalb eines Kennwertfelddiagramms bestehender, optimierter Kalibrationsmesspunkte mittels dem gemittelten Kennwertfelddiagramm und den zu den ausgewählten Stellgliedern zugehörigen Kennwertfelddiagrammen, und
- – Korrektur von Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerten weiterer Stellglieder mittels der Korrekturkennlinienfelddiagramme.
- - selecting a predeterminable set of actuators from a plurality of actuators;
- - Measuring pressure and mass values of each actuator in its entire working range and determining each one associated mass-pressure-time characteristic field diagram;
- - calculating a common, averaged mass-pressure-time characteristic field diagram as a nominal map for the selected actuators;
- Determining a plurality of correction characteristic field diagrams and coordinates within a characteristic field diagram of existing, optimized calibration measurement points by means of the averaged characteristic field diagram and the characteristic field diagrams associated with the selected actuators, and
- - Correction of pressure, mass and / or injection duration values of other actuators by means of the correction characteristic field diagrams.
Durch die Verwendung von sogenannten Kennwertfelddiagrammen und die Verwendung weniger optimierter Kalibrationsmesspunkte innerhalb von Kennwertfelddiagrammen weiterer Brennstoffinjektoren aus einer Großserie, die in ihrer Brennstoffabgabencharakteristik bzw. ihrem Einspritzprofil analysiert werden sollen, kann jeder Brennstoffinjektor mit seinen Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerten an den wenigen ausgewählten optimierten Kalibrationspunkten bestimmt bzw. vermessen werden und das zugehörige Kennwertfelddiagramm durch ein abgespeichertes und auswählbares Korrekturkennwertfelddiagramm korrigiert werden, um neue Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerte für das Stellglied, insbesondere dem Brennstoffinjektor, zu erhalten, welches zu einem Abgleich mehrerer Stellglieder in ihrer Brennstoffabgabecharakteristik und somit zu einer Abweichung, beispielsweise Verringerung von deren Streuung führen soll.By the use of so-called characteristic field diagrams and the use less optimized calibration measurement points within characteristic field diagrams Further fuel injectors from a large series, the in their fuel delivery characteristic or their injection profile Every fuel injector can be analyzed with its Pressure, mass and / or injection duration values at the few selected optimized calibration points are determined or measured and the associated characteristic field diagram by a stored and selectable correction characteristic field diagram corrected for new pressure, mass and / or injection durations for to obtain the actuator, in particular the fuel injector, which to a comparison of several actuators in their fuel delivery characteristics and thus a deviation, for example, reduction of their Should lead to scattering.
Die Korrekturkennwertfelddiagramme können in einzelnen Steuereinheiten, die nachfolgenden weiteren Brennstoffinjektoren, welche nicht die Testinjektoren sind, zugeordnet sind, oder in einem Steuergerät, welches in einem Prüfstand, in welchem die Brennstoffinjektoren mittels der optimierten Kalibrationspunkte vermessen werden, abgespeichert werden. Ein Aufruf eines derartigen passenden Korrekturkennwertfeldes, wie es in einem Korrekturkennwertfelddiagramm wiedergegeben ist, zu dem jeweiligen momentan zu messenden Brennstoffinjektor, welcher aus einer Großserie stammt, findet dann statt, wenn an den ausgewählten optimierten Kalibrationsmesspunkten, die beispielsweise 1–20, vorzugsweise 2–5 in ihrer Anzahl sein können, und die in ihren Koordinaten in dem vorausgegangenen Testverfahren festgelegt worden sind, die verschiedenen Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerte gemessen worden sind.The Correction characteristic field diagrams can be displayed in individual control units, the following further fuel injectors, which are not the Test injectors are, are assigned, or in a control unit, which in a test bench, in which the fuel injectors are measured by means of the optimized calibration points, stored become. A call to such a suitable correction parameter field, as reflected in a correction characteristic field diagram, to the respective currently to be measured fuel injector, which comes from a mass production, then takes place when the selected optimized calibration measurement points, the for example 1-20, preferably 2-5 in their Can be number, and in their coordinates in the previous test procedures have been established, the various pressure, Mass and / or injection duration values have been measured.
Derartige Streuungen in einem Einspritzprofil von Brennstoffinjektor zu Brennstoffinjektor ergeben sich aus Abmessungsunterschieden der Bauelemente der Brennstoffinjektoren, wie es beispielsweise bei Vorliegen von Einspritzlöchern mit unterschiedlichen Durchmessern, durch welche der Brennstoff in den Brennstoffraum eingespritzt wird, der Fall sein kann. Derartige Bauelementeabmaßtoleranzen weisen eine gewisse statistische Verteilung über eine große Anzahl an Brennstoffinjektoren, wie es bei Vorliegen einer Großserie der Fall ist, auf. Dies lässt eine Art Systemidentifikation zu, in welcher einzelne zuvor erfindungsgemäß berechnete Korrekturkennwertfelder der einzelnen Brennstoffinjektoren mit unterschiedlichen Bauelementeabmaßtoleranzen zugewiesen werden können.Such variations in an injection profile from fuel injector to fuel injector arise from dimensional differences of the components of the fuel injectors, as may be the case, for example, in the presence of injection holes with different diameters through which the fuel is injected into the fuel space. Such component dimensional tolerances have a certain statistical distribution over a large number of fuel injectors, as is the case with mass production. on. This allows for a kind of system identification in which individual previously calculated according to the invention correction characteristic fields of the individual fuel injectors can be assigned with different component dimensional tolerances.
Mit Hilfe einer derartigen Systemidentifikation werden Korrekturkennwertfelder berechnet, die es ermöglichen, die Abweichung eines einzelnen Brennstoffinjektors in seinen Werten mit jeweils einer Gewichtung pro Korrekturkennwertfeld zu kompensieren. Es reicht somit aus, dass bei jedem Brennstoffinjektor, der aus einer Großserie herausgenommen wird, nur noch vorzugsweise an wenige, beispielsweise 2–5 Kalibrationspunkten anstatt an sämtlichen Punkten des Kennwertfeldes dieses Brennstoffinjektors, welches in einem Kennwertfelddiagramm wiedergegeben wird, vermessen wird.With Help of such a system identification become correction characteristic fields calculated, which allow the deviation of an individual Fuel injector in its values, each with a weighting per Compensate correction characteristic field. It is therefore sufficient that with every fuel injector, taken out of a mass production is, only preferably a few, for example, 2-5 Calibration points instead of at all points of the characteristic field this fuel injector, which in a characteristic field diagram is reproduced, is measured.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren ermöglicht die Identifikation der systematischen Gesetzmäßigkeiten der Injektorstreuung von Brennstoffinjektoren aus einer Großserie und verringert somit die Erfassung von Daten an wenigen Messpunkten pro Brennstoffinjektor, um anschließend eine Korrektur des Kennwertfeldes durchzuführen. Hierdurch wird eine Zeit- und Kostenersparnis bei der Überprüfung von Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerten vieler Stellglieder, insbesondere Brennstoffinjektoren erreicht, und somit das Durchtesten einer Großserie an Brennstoffinjektoren beschleunigt. Eine derartige Überprüfung mittels weniger Messpunkte hat anschließend eine Kompensierung festgestellter Abweichungen in den Werten mittels der Korrekturkennwertfelder zur Folge, die vorteilhaft dazu führt, dass die einzelnen Brennstoffinjektoren in ihren Brennstoffabgabecharakteristiken aufeinander abgestimmt werden und somit eine optimierte Verbrennung innerhalb einer Brennkraftmaschine erzeugen.One allows such inventive method the identification of the systematic laws the injector scattering of fuel injectors from a large series and thus reduces the acquisition of data at a few measurement points per fuel injector, followed by a correction of the characteristic value field. This will create a time and cost savings in the verification of pressure, mass and and / or injection duration values of many actuators, in particular Fuel injectors achieved, and thus the testing of a large series accelerated at fuel injectors. Such a review by means of fewer measuring points then has a compensation ascertained deviations in the values by means of the correction characteristic value fields result, which leads to the advantage that the individual Fuel injectors in their fuel delivery characteristics to each other be tuned and thus optimized combustion within generate an internal combustion engine.
Zur Korrektur der Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerte werden Brennstoffinjektorenkennwertfelddiagramme der weiteren Stellglieder, die aus einer Großserie zu vermessen sind, durch Messung von Druck- und Massewerten an den optimierten Kalibrationspunkten, die zuvor bestimmt worden sind, bestimmt und mittels daraus gewonnener Messergebnisse wird eines der Korrekturkennfelddiagramme jedem Stellglied zugeordnet, um das dem Stellglied, insbesondere dem Brennstoffinjektor, zugehörige Korrekturkennfelddiagramm zu verändern.to Correction of the pressure, mass and / or injection duration values are Fuel injector characteristic field diagrams of the further actuators, which are to be measured from a large series, by measurement of pressure and mass values at the optimized calibration points, which have been previously determined and determined by means thereof Measurement results, one of the correction map diagrams is assigned to each actuator, to which the actuator, in particular the fuel injector associated Change correction map diagram.
Die Daten der Korrekturkennwertfelddiagramme werden in den weiteren Stellgliedern zugeordneten Steuereinheiten bzw. einem gemeinsamen Steuergerät gespeichert.The Data of the correction characteristic field diagrams will be in the further Actuators associated control units or a common Control unit stored.
Die Korrekturkennwertfelddiagramme werden in Abhängigkeit von dem Alter des zu korrigierenden Stellgliedes gemäß einer bevorzugten Ausführungsform mittels unterschiedlichen Altersadaptionskennwertfelddiagrammen in ihren Werten korrigiert. Hierfür werden die aus einer Menge von 10–1000 ausgewählten Brennstoffinjektoren, die zu Testzwecken dienen, einem Alterungstest unterzogen und regelmäßig vermessen. Es erweist sich als vorteilhaft, diese Messungen parallel sowohl auf Spezialprüfständen als auch in Feldversuchen in Kraftfahrzeugen durchzuführen, um die Veränderungen sorgfältig aufeinander abzustimmen und miteinander abzuwägen.The Correction characteristic field diagrams are dependent on the age of the actuator to be corrected according to a preferred embodiment by means of different Altersadaptionskennwertfelddiagrammen corrected in their values. For this are from a Quantity of 10-1000 selected fuel injectors, which are used for test purposes, subjected to an aging test and regularly measured. It proves to be advantageous to parallel these measurements both on special test stands and in field trials in vehicles to carry out the changes to carefully coordinate and balance each other.
Mit Hilfe dieser Messungen werden nach dem gleichen Systemidentifikationsverfahren die Korrekturkennwertfelder alterungsabhängig adaptiert, indem die Altersadaptionskennwertfelddiagramme geschaffen werden und über Datenbanken oder Datenträger zur Verfügung gestellt werden. Sie können bereits während der Produktion der Großserie in einem Steuergerät hinterlegt werden, wenn bis zu diesem Zeitpunkt die Alterungseffekte bekannt bzw. abschätzbar sind.With Help of these measurements will follow the same system identification procedure adapted the correction characteristic fields age-dependent, by creating the age adaptation score field diagrams and via databases or disks available be put. You can already during the Production of mass production in a control unit be deposited if by that time the aging effects known or can be estimated.
Wenn sich zum Zeitpunkt der Fertigung oder des Einbaus unvorhersehbare Langzeitdrifts bei den Kennwertfeldern der Brennstoffinjektoren ergeben, besteht die Möglichkeit diese Kennwertfelder bei einer regelmäßig durchzuführenden Kraftfahrzeuginspektion zu aktualisieren. Wenn die alterungsabhängigen Kennwertfelder nicht in dem Steuergerät gespeichert werden, können sie bei jeder Inspektion beispielsweise über ein Diagnosegerät angepasst werden.If unpredictable at the time of manufacture or installation Long-term drifts in the characteristic fields of the fuel injectors result, there is the possibility of these characteristic fields a regularly to be performed motor vehicle inspection to update. If the age-dependent characteristic fields can not be stored in the controller at each inspection, for example via a diagnostic device be adjusted.
Es ist ebenso gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Kopplung der Korrekturkennwertfelddiagramme denkbar, wenn ein Abfall des Druckwertes stattfindet. Eine derartige Korrektur, die bei Druckabfällen im Rail während oder nach den Einspritzvorgängen stattfindet, ist vorteilhaft, da sich hierdurch das Brennstoffinjektorverhalten über die Korrelationsfunktionen individuell für jeden Brennstoffinjektor beeinflussen lässt. Eine derartige Korrektur des Kennwertfeldes eines Brennstoffinjektors kann durch Parallelverschiebung des Kennwertfeldes erfolgen.It is also according to a preferred embodiment the coupling of the correction characteristic field diagrams conceivable, if a Fall of the pressure value takes place. Such a correction, the at pressure drops in the rail during or after the Injections takes place is advantageous because thereby the fuel injector behavior via the correlation functions individually influenced for each fuel injector. A Such correction of the characteristic field of a fuel injector can be done by parallel displacement of the characteristic field.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Korrekturkennwertfelder mit einem Minimum Fuel Mass Adaptation (MFMA)-Verfahren zur automatischen Adaption an die Injektoralterung bei laufendem Motor gekoppelt wird. Dies ermöglicht eine laufende Korrektur der Brenn-stoffinjektoren in Abhängigkeit von deren Alterserscheinungen.Furthermore, it is conceivable that the correction characteristic value fields with a minimum fuel mass adaptation (MFMA) method for automatic adaptation to injector aging while the engine is running. This allows a continuous correction of the fuel injectors depending on their signs of aging.
Vorzugsweise werden die injektorindividuellen Kalibrationsdaten, welche sich als Druck-, Masse- und/oder Einspritzdauerwerte aus der Anwendung der Korrekturkennwertfelddiagramme und der Messung an den optimierten Kalibrationspunkten als Korrektur ergeben, als Datenblatt dem Brennstoffinjektor beigefügt, und/oder als Zahlenwert auf dem Injektor aufgedruckt.Preferably become the injector-individual calibration data, which is as pressure, mass and / or injection duration values from the application the correction characteristic field diagrams and the measurement at the optimized Calibration points as a correction, as a data sheet to the fuel injector attached, and / or printed on the injector as a numerical value.
Alternativ können diese Daten als Punkt-/Strichcode, 2D-Strichcode, Matrixcode etc. auf dem Brennstoffinjektor aufgedruckt werden. Ebenso ist eine Speicherung in einem RFID-Chip oder in einem elektronischen Datenspeicherelement, der auf dem Brennstoffinjektor angeordnet ist, denkbar. Auch eine Hinterlegung der Daten in einer Datenbank ist denkbar, die bei dem Brennstoffinjektorhersteller oder dem Fahrzeughersteller existiert. Ebenso können diese Daten über das Internet oder über Datenträger den Werkstätten zur Verfügung gestellt werden. Die Abweichungsdaten können auch einzelnen Widerständen zugeordnet werden.alternative can use this data as a dot / barcode, 2D barcode, Matrix code, etc. are printed on the fuel injector. As well is a storage in an RFID chip or in an electronic Data storage element disposed on the fuel injector is, conceivable. Also a deposit of data in a database is conceivable that at the fuel injector manufacturer or the vehicle manufacturer exist. Likewise, these data can be accessed via the Internet or via data carrier to the workshops to provide. The variance data can also be assigned to individual resistors.
Zur Bestimmung der Korrekturkennwertfelddiagramme werden ein erster bis L-ter optimierter Kalibrationsmesspunkt mit einem ersten bis L-ten Korrekturkennwertfelddiagramm bestimmt und mit den ersten bis L-ten Korrekturkennwertfelddiagrammen werden Abweichungen der Koordinaten von Messpunkten in den N Kennwertfelddiagrammen der N Stellglieder von Koordinaten von Messpunkten in dem gemittelten Kennwertfelddiagramm berechnet.to Determination of the correction characteristic field diagrams become a first to L-th optimized calibration point with a first to L-th correction characteristic field diagram determined and with the first to l-th correction characteristic field diagrams will deviate from the Coordinates of measurement points in the N characteristic field diagrams of the N actuators of coordinates of measuring points in the averaged Characteristic field diagram calculated.
Vorteilhaft weist eine Vorrichtung zur Kalibration von Stellgliedern, insbesondere Brenn-stoffinjektoren, die ein Verfahren, wie beschrieben, durchführt, das Steuerungsgerät zur Durchführung eines derartigen Verfahrens auf, wobei das Steuergerät bzw. die Vorrichtung einer hierfür entsprechend programmierten Software aufweist.Advantageous has a device for the calibration of actuators, in particular Fuel injectors carrying out a method as described, the control device for performing such Method, wherein the control device or the device has a software programmed for this purpose.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims.
Vorteile und Zweckmäßigkeiten sind der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung zu entnehmen. Hierbei zeigen: advantages and expediencies are the following description to be taken in conjunction with the drawing. Hereby show:
In
den
Die verschiedenen Beispiele geben Kennlinien von Brennstoffinjektoren mit unterschiedlichen Masseangaben hinsichtlich ihrer Brennstoffabgaben in Abhängigkeit von der Zeit an. Die unterschiedlichen Brennstoffinjektorenkennlinien geben Kennlinien von Brennstoffinjektoren mit unterschiedlichen darin vorherrschenden Druckwerten wieder.The various examples give characteristics of fuel injectors with different mass specifications regarding their fuel charges depending on the time. The different ones Fuel injector characteristics give characteristics of fuel injectors with different pressures prevailing therein.
Die
in
Bei
einer normierten Brennstoffinjektorkennlinie mit einem Druckwert
p1 = const oder p2 =
const ist in einem ersten Zeitabschnitt
In
Es
werden nun N Brennstoffinjektoren zu Testzwecken ausgewählt,
um sogenannte Korrekturkennwertfelder zu bestimmen und nachfolgende
Berechnung wird durchgeführt:
Jedes ist
eine Zeitmatrix mit den Stützstellen eines Kennfeldes,
wobei die Spalten diskreten Massewerten und die Zeilen diskreten
Druckwerten des n-ten Brennstoffinjektors zugeordnet sind.Now, N fuel injectors are selected for test purposes to determine so-called correction characteristic fields and subsequent calculation is performed:
each is a time matrix with the nodes of a map, the columns being assigned discrete mass values and the rows of discrete pressure values of the n-th fuel injector.
Diese werden durch Messung der ausgewählten N Brennstoffinjektoren in ihrem Arbeitsbereich zur Bestimmung der Zeitwerte in Abhängigkeit von Druck und Masse bestimmt.These by measuring the selected N fuel injectors in her work area to determine the time values in dependence determined by pressure and mass.
Gemessen werden also N Kennfelder bei N Testinjektoren, n = 1...NThus, N maps are measured at N test injectors, n = 1 ... N
Es muss nicht der gesamte Arbeitsbereich vermessen werden. Aus geeigneten Punkten im Arbeitsbereich können die restlichen Punkte auch extrapoliert bzw. interpoliert werden.It does not have to measure the entire work area. Made of suitable Points in the workspace can be the remaining points also be extrapolated or interpolated.
Anschließend wird aus diesen Kennwertfelddiagrammen ein gemitteltes Kennwertfelddiagramm berechnet: Then, these characteristic field diagrams become an averaged characteristic field diagram calculated:
Es gilt nun für eine festzustellende Abweichung eines Kennwertfelddiagramms eines weiteren zu prüfenden Brennstoffinjektors aus der Großserie folgendes: The following now applies to a deviation of a characteristic field diagram of a further fuel injector to be tested from mass production:
Für wird eine Näherung eingeführt: wobei die Zeitmatrix eines Korrekturkennfeldes,
- l = 1...L die Anzahl an Korrekturkennfeldern (z. B. L = 5), und
- kn,l die injektorindividuellen Korrekturwerte sind.
- l = 1 ... L is the number of correction maps (eg L = 5), and
- k n, l are the injector-individual correction values.
Es
gilt: kn,1 = kn,l(ml, pl)
oder:
kn,l = kn,l (tl, pl)K n, 1 = k n, l (m l , p l )
or: k n, l = k n, l (t l , p l )
Dabei stellen ml, pl und tl die Stützstellen dar, an denen die Injektoren kalibriert werden.Here m l , p l and t l represent the support points at which the injectors are calibrated.
An L optimalen Punkten kn,1 (ml, pl) werden injektorindividuelle Abweichungen bestimmt, wobei wieder gilt und At L optimal points k n, 1 (m l , p l ) injector-individual deviations are determined, whereby again and
Für die Korrekturmatrizen gilt nun in Matrixnotation entsprichtThe correction matrices now apply in matrix notation corresponds to
Mitkann eine optimale Lösung für dieses überbestimmte Gleichungssystem angegeben werden: With can be given an optimal solution for this overdetermined system of equations:
Mit zunehmender Anzahl L verbessert sich auch die Korrekturgenauigkeit. L wird vorzugsweise empirisch bestimmt.With As the number L increases, the correction accuracy also improves. L is preferably determined empirically.
Bestimmung optimaler Orte pl, ml bzw. tl Determination of optimal locations p l , m l and t l, respectively
Die Orte pl, ml bzw. tl können entweder empirisch vorgegeben werden oder, wie nachfolgend beschrieben, über einen Optimierungsalgorithmus gefunden werden.The locations p l , m l and t l can either be specified empirically or, as described below, can be found via an optimization algorithm.
Optimale Orte der Korrekturpunke kn,l (ml, pl) bzw. kn , l (ml, tl) werden ermittelt, in dem die Orte ml, pl bzw. tl solange variiert werden, bis sich ein minimaler Fehler in der Gleichung einstellt.Optimal locations of the correction points k n, l (m l , p l ) and k n , l (m l , t l ) are determined by varying the locations m l , p l and t l , respectively, until a minimal error in the equation established.
Für f(x) können folgende Funktionen angesetzt werden, wobei die Verwendung der Standardabweichung aufgrund der statistischen Verteilung der Fehler in diesem Falle vorzuziehen ist.For f (x) the following functions can be used, the use of the standard deviation due to the statistical distribution of errors in this case is preferable.
In einem derartigen Iterationsverfahren wird mittels eines ersten herausgegriffenen Messpunktes ein erstes Korrekturkennwertfelddiagramm bestimmt und mit dem ersten Korrekturkennwertfelddiagramm werden die Abweichungen bzw. Fehler bei sämtlichen zu Testzwecken ausgewählten Brennstoffinjektoren berechnet. Dies wird bei sämtlichen Messpunkten durchgeführt. Somit ergeben sich 600 Einzelfehler. Aus dem kleinsten Fehler folgt der beste Ort für den 1. Kalibrationspunkt Δkn,l. In gleicher Weise werden auch die anderen L Orte gefunden. In einer Schleife werden nun reihum alle L Orte nochmals solange getestet und erforderlichenfalls verschoben, bis sich eine optimale Anpassung einstellt.In such an iteration method, a first correction characteristic field diagram is determined by means of a first selected measurement point, and with the first correction characteristic field diagram the deviations or errors are calculated for all fuel injectors selected for test purposes. This is done at all measuring points. This results in 600 single errors. From the smallest error follows the best location for the 1st calibration point Δk n, l . In the same way, the other L places are found. In a loop, all L locations are then tested again in turn, and if necessary moved until an optimal adjustment is achieved.
Somit findet eine Variierung von vier ausgewählten Messpunkten in ihren Werten solange statt, bis vier optimierte Kalibrationspunkte und somit auch vier optimierte Korrektur kennwertfeldermatrizen vorliegen. Dies ermöglicht die Vermessung weiterer Brennstoffinjektoren aus einer Großserie an lediglich 2–5, beispielsweise 4 Messpunkten, nämlich den sogenannten optimierten Kalibrationsmesspunkten innerhalb des Kennwertfelddiagrammes eines jeden Brennstoffinjektors und eine anschließende Kompensierung der festgestellten Fehler mittels einem zugehörigen Korrekturkennwertfelddiagramm, ohne dass der gesamte Arbeitsbereich, also sämtliche 600 Meßpunkte eines Kennwertfelddiagramms des Brennstoffinjektors, durchgemessen werden muß.Consequently finds a variation of four selected measurement points in their values as long as four optimized calibration points and thus there are also four optimized correction characteristic matrix matrices. This allows the measurement of other fuel injectors from a large series of only 2-5, for example 4 Measuring points, namely the so-called optimized calibration measuring points within the characteristic field diagram of each fuel injector and a subsequent compensation of the identified Error by means of an associated correction characteristic field diagram, without the entire workspace, so all 600 Measuring points of a characteristic field diagram of the fuel injector, must be measured.
Alternativ zu einem derartigen Iterationsverfahren ist ein Gradientenverfahren denkbar.alternative such an iteration method is a gradient method conceivable.
In
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