用于在燃料喷射器运行时识别传感器信号中的错误的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于在内燃机的燃料喷射器运行时识别传感器信号(S)中的错误的方法，其中燃料喷射器的切换阀借助于控制信号被操控，并且其中传感器信号作为传感器的信号(S)被检测，该传感器被设置用于检测燃料喷射器的特征工作点，其中在传感器信号(S)的、包括燃料喷射器的特征工作点的时间点的相应预定时间窗口(Δt

【技术实现步骤摘要】
用于在燃料喷射器运行时识别传感器信号中的错误的方法


[0001]本专利技术涉及一种用于在内燃机的燃料喷射器运行时识别传感器信号中的错误的方法，其中传感器信号作为传感器的信号被检测，该传感器被设置用于检测燃料喷射器的特征工作点，以及涉及一种用于执行该方法的运算单元和计算机程序。

技术介绍

[0002]现代内燃机具有燃料喷射器，利用燃料喷射器可以将燃料有针对性地喷入燃烧室。为了精确控制内燃机，必须尽可能精确地检测特征工作点，例如喷射过程的时间点，特别是燃料喷射器的喷射阀的打开和关闭。
[0003]对于通过电磁阀、压电执行器等直接进行打开和关闭的燃料喷射器，通常可以使用电气控制变量来检测此类特征时间点。
[0004]然而，对于首先控制切换阀或伺服阀的燃料喷射器，在燃料喷射器的电气控制变量与喷射阀的打开或关闭时间点之间不存在直接的关联性。因此，在此类燃料喷射器中可以使用附加传感器，附加传感器的信号例如会受到燃料喷射器的控制室或高压管路中的燃料压力的影响。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术，提出了一种用于在燃料喷射器运行时识别传感器信号中的错误的方法以及用于执行该方法的运算单元和计算机程序。有利的设计方案是以下说明的主题内容。
[0006]本专利技术基于传感器的使用，该传感器被设置用于检测或确定燃料喷射器的特征工作点，例如打开燃料喷射器的切换阀的时间点、关闭燃料喷射器的喷嘴针的时间点或喷嘴针换向的时间点。这种传感器也被称为针阀闭合传感器(NCS)。
[0007]对于燃料喷射器的压力平衡切换阀(电磁阀)，中央地脚螺栓例如对喷嘴针关闭等特性特征的变化反应灵敏。例如在该地脚螺栓正上方集成压电传感器可在设计复杂度相对较低的情况下实现鲁棒的特征识别。于是，传感器信号通常与位于中央地脚螺栓下方的阀室压力曲线成比例。然而还可考虑的是，借助于这种传感器检测在燃料喷射器的高压孔附近的固定体的变形。
[0008]可以检测并在曲线中的特性特征方面评估这种传感器的信号(传感器信号)，以便能够推断出燃料喷射器的所述工作点的具体时间点。
[0009]然而，现在可能会发生导致传感器信号失真的各种错误，从而可能导致对上述时间点的错误识别。由于这些时间点特别是也用于确定待喷射的燃料量或调整燃料量，其可能会导致喷射量不准确，尤其是还会导致排放增加。就此而言，应尽可能识别出此类错误，以便可以将消除错误或必要时更换燃料喷射器。这例如可以在车载诊断(OBD)的范畴中进行。为此，可以以适当的方法评估传感器信号。
[0010]典型的错误例如包括传感器信号或传感器接地短路、对电池(正极)短路和传感器
信号的电气中断(例如电缆断裂或传感器故障)。为了识别这些错误，例如可以检验传感器信号的预定时间窗口(测量窗口)中的信号振幅(传感器信号的振幅)是否过小，尤其是否不合理地过小，其中传感器信号包括喷嘴针的换向(针阀换向点)作为燃料喷射器的特征工作点的时间点。如果是，例如可以计算测量窗口中传感器信号的平均值。然后，借助于平均值可以将错误归类于上述三种错误种类或错误类型的其中一个。
[0011]如果传感器信号中断(电缆断裂或传感器故障)，则在读取单元(例如控制器、测量电路)中检测或测量到传感器信号的静止电平例如约为3V。在接地短路时，传感器信号的电平明显低于该静止电平(约3V)，在对电池短路时，传感器信号的电平明显高于该静止电平(约3V)。
[0012]为了对错误进行分类，例如可以使用两个识别阈值(阈值)。如果平均值低于例如1.3V的下限识别阈值，则识别出且必要时报告接地短路。如果平均值高于例如7V的上限识别阈值，则识别出且必要时报告对电池短路。优选根据电池电压限定上限识别阈值。随着电池电压的上升，上限识别阈值应增大。
[0013]然而事实证明，还有无法通过这种方式识别出的其他错误。特别是接地旁路或对电池电压旁路(电阻不可忽略的短路)以及在传感器和读取单元之间增大的过渡电阻。
[0014]首先应考虑旁路的方面。仅当短路的电阻过低以至于传感器信号的振幅发生显著变化时，才可以利用上述诊断方案识别接地短路或对电池电压短路。典型的识别阈值例如为信号振幅必须小于标称值的约5％
‑
10％。由此产生以下限制，即典型应用中的(短路)电阻必须小于约400欧姆，但至少(通常)必须低于某个值。利用典型方法通常无法识别在传感器信号与接地或电池电压之间的更大电阻，例如大于约400欧姆。
[0015]在下文中，为了界定错误，特别是应使用术语短路和旁路。这些应理解如下。在电阻小于400欧姆时，或者说如果其可利用上述(常规)方法被识别，则存在电气短路。在电阻大于400欧姆时，或者说如果其无法利用上述方法被识别，则存在电气旁路。然而，旁路原则上也是短路。
[0016]实际上，接地旁路通常明显比对电池旁路更有可能发生，因为燃料喷射器的整个主体通常永久地相应于信号接地端。相反，电池电压暂时性地在电气控制期间以周期性中断仅施加在线圈的高侧连接端(对于电磁阀喷射器)。因此，在下文中将对于接地旁路示例性地示出对传感器信号的影响，然而这也适用于对电池旁路。
[0017]接地旁路将导致传感器信号的静止电平在首次控制之前低于通常情况。此外，传感器电荷流出的时间常数也比通常情况小。
[0018]电阻为例如1兆欧或100千欧的接地旁路基本上会导致信号电平向下偏移。然而，传感器信号的形状没有显著变化。相反，电阻为10千欧的接地旁路会导致信号形状的明显变化。在这种情况下，(在控制器中)用于确定阀门打开时间点、针阀换向时间点和针阀关闭时间点的典型算法在某些情况下可能会提供明显错误的测量值。
[0019]然而，利用上述错误识别(诊断)方法不会识别或报告出错误，因为信号振幅甚至可能略大于无错误的状态。即使在电阻为例如1千欧的接地旁路的情况下，尽管初始形状的传感器信号不再有很多共同点，诊断也还不会响应。信号形状的强烈变化通常会导致在控制器中再也找不到阀门打开时间点、针阀换向时间点或针阀关闭时间点的有效测量值，因为不满足信号评估算法中所包含的合理性检验标准。附图中示出了具有不同电阻和所产生
的信号变化的上述示例。
[0020]因此，接地(或对电池)的传感器信号旁路可能会导致测量值错误或完全丢失。然而，典型的诊断方法无法识别出电气旁路。
[0021]接地短路通常被视为可能和可预期的风险，例如由于电缆夹住。但是电阻为几千欧的旁路目前被视为不太可能发生。然而，事实表明，特别是在两种情况下这种旁路可能会发生。一方面，当连接测量仪器以记录传感器信号时，在发动机试验台或试验车辆中可能会出现这种情况。测量仪器的输入阻抗形成接地旁路。这个问题例如可通过使用隔离放大器来解决。
[0022]另一方面，事实证明，在装配过程中，金属零件或金属碎片可能会被包在燃料喷射器中的传感器插接头的塑料注塑包封中。以这种方式包住的非常薄的金属丝可能会引起在传感器信号和燃料喷射器的主体(接地)之间的电气旁路。燃料喷射器内包住的金本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于在内燃机(160)的燃料喷射器(170)运行时识别传感器信号(S)中的错误的方法，其中所述燃料喷射器(170)的切换阀(100)借助于控制信号被操控，并且其中所述传感器信号作为传感器(141)的信号(S)被检测，所述传感器(141)被设置用于检测所述燃料喷射器(170)的特征工作点，其中在所述传感器信号(S)的、包括所述燃料喷射器的特征工作点的时间点的预定时间窗口(Δt
U
、Δt
O
)中，确定所述传感器信号的至少一个特性，所述至少一个特性包括信号电平(P)和/或上升时间(Δt
A
)，并且其中借助于所述传感器信号的所述至少一个特性来确定是否存在错误。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述传感器信号的、确定所述传感器信号的所述至少一个特性所在的所述预定时间窗口包括：将打开所述切换阀的时间点(t
O,V
)和/或所述燃料喷射器的喷嘴针换向的时间点(t
U,N
)作为特征工作点。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中根据对所述切换阀的操控的开始(t
SOE
)和/或结束(t
EOE
)来确定所述预定时间窗口的开始。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中借助于所述信号电平(P)作为所述传感器信号的所述至少一个特性所确定的错误包括：所述传感器存在短路，和/或其中借助于所述上升时间(Δt
A
)作为所述传感器信号的所述至少一个特性所确定的错误包括：在所述传感器和读取单元之间的过渡电阻(R
NCS
)高于目标值。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将...

【专利技术属性】
技术研发人员：LO，
申请(专利权)人：罗伯特，
类型：发明
国别省市：