CN101617113B - 用于调节内燃机喷射器的喷射量的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于内燃机的喷射器的喷射量的调节的方法。依赖于可预给定的持续时间和保持阶段的持续时间，利用修正值或利用保持阶段的末端处的电压值和电荷值来计算喷射器中所储存能量。

Description

用于调节内燃机喷射器的喷射量的方法

本发明涉及根据权利要求1和7的前序部分的特征的、用于调节内燃机喷射器的喷射量的方法。

用于内燃机的运行的燃料喷射装置多年来普遍地为人所知。在所谓的共轨(Common-Rail)喷射系统中至内燃机的相应燃烧室的燃料供应通过喷射器来进行。在此，高的喷射压力和喷射量的精确的调节是有利的，因为由此一方面可实现高的内燃机比功率且另一方面可实现低的有害物质排放。

在此，喷射量的调节借助于调整环来进行。在喷射器中储存的能量充当调节量，因为其与喷射量相关联。在此，各个喷射器借助于供给单元而被充电和放电(beladen und entladen)。在一定条件下，如同在附图说明中详细叙述的那样，可能出现所计算的、喷射器中所储存的能量不与喷射量相关联，且因此调整环不再最优地工作。

作为本发明的基础的目的在于，提供这样一种方法，其借助喷射器中所储存能量的量的更精确的计算而使得喷射量的更精确的调节成为可能。

根据本发明该目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的有利的设计方案在从属权利要求中给出。

利用本发明获得的优点尤其在于，通过电压值和电荷值的第二测量可更精确地计算在喷射器中所储存的能量额(Energiebetrag)。由此避免带有空行程(Leerhub)的喷射器较低强度地被充电并因此较少地进行喷射。以这种方式，空行程影响(其在利用仅单次的测量时会导致喷射量的有误的调节)可被避免。尤其可由此避免利用传感器探测分析的复杂的瞬时脉冲测量(Burst-Messung)。

在本发明的另一有利的设计方案中作如下设置，即，将所计算的修正值储存在特性曲线族中。在此，修正值描述了空行程改变的范围和/或执行器预燃室(Aktorvorraum)中的充填状态对喷射器中所储存的能量的影响。因为运行期间喷射器的空行程可能改变，且其会影响喷射器的电容(Kapazitaet)，所以，不考虑空行程将会使所储存能量的计算失真。因此，按规则的间距而重新计算的修正值可确保空行程改变对能量计算的影响被加以考虑。

在本发明的另一有利的设计方案中作如下设置，即，对于这样的能量计算——在该能量计算中，时间上的保持阶段长度位于可预给定的持续时间之上——仅在保持阶段末端的电容被使用。由此，由于压电电容改变以及由于可能存在的输出过滤器而在保持阶段期间的可能的电荷的补充不会负面地影响所计算能量值的精确度，在长的保持阶段中可能存在的平行分流所导致的喷射器的放电也不会负面地影响所计算能量值的精确度。

本发明的另一有利的设计方案通过如下方式得出，即，可借助所有喷射器的在若干个工作循环上的所计算的平均电容而确定喷射器的执行器温度。因此可省去用于测量执行器温度的附加的温度传感器。

借助附图进一步说明本发明的细节。其中：

图1显示了压电喷射器的示意性视图，

图2显示了在喷射器充电阶段中喷射器的时间上的所储存能量的曲线，

图3显示了用于喷射器中所储存能量的计算的流程图。

图1显示压电喷射器1的示意性视图，其包括执行器8，喷射器针阀3，控制活塞9和控制阀2。在此，控制阀2将中间控制腔6与回流部7分隔开，其中，控制阀2通过预紧的弹簧11而被保持在该位置中。在高压下的燃料经过输入节流阀4到达喷射器1中并经过排出节流阀5到达中间腔6中。此外，两个管路10’和10”将执行器预燃室12与回流部7分隔开。在此，执行器预燃室12和回流部7时刻充满燃料。

在控制阀2打开时，中间控制腔6的处在高压下的燃料压力降低并流入回流部7的低压区域中。在此，回流部7内出现短时间的压力提高并且因此燃料短时间地从回流部7经过两个管路10’和10”流入到执行器预燃室12中并因此施加反作用力到执行器8的运动上。同时，喷射器针阀3开始在执行器8的方向上运动并由此继续将燃料通过排出节流阀5补充入中间腔6并由此还补充入回流部7。在此，作用到在执行器8上的反作用力一直保持，直到低压从回流部7扩散到排出节流阀5。

此外，执行器预燃室12的充填状态对喷射器运行有影响。在原始状态中执行器预燃室12被燃料所充满。但同时可能出现如下情况，即，执行器预燃室12中产生气泡。由于这些气泡，则与执行器预燃室12的仅填充有燃料的情况相比，与执行器运动相反的反作用力较小。在气泡瓦解时反作用力上升并带有如下后果，即，更多的电荷须被提供(趋向于执行器8)。

图2显示在喷射器充电阶段中喷射器的时间上的所储存的能量的曲线。在此，上图显示依赖于时间而被提供给喷射器的充电脉冲I。下图显示喷射器中所储存的能量E的时间上的进展。在此，在能量曲线中可根据如下这点作区分，即，是否进行了图1中所描述的对执行器运动的力作用(Krafteinwirkung)。在喷射器中所储存的能量的计算以这样的方式进行，即，将所确定的电压值与所确定的电荷值及因子0.5相乘。

将充电脉冲I0提供给喷射器。在此，充电脉冲I0于时间点t0开始且于时间点t2结束。所计算的、在喷射器中所储存的能量曲线E1在此自时间点t0处的充电脉冲I0开始点起上升并例如线性地伸延。在该曲线中确保了来自回流部的燃料不会流入执行器预燃室并在那里施加反作用力到执行器的运动上。

这样的情况——在该情况中，反作用力由于执行器预燃室中的气泡而小于在执行器预燃室仅被燃料所填充时的反作用力——并未示出。对于这种情况，所计算的能量曲线将自时间点t1起下降并且随后线性地变化。

相反，能量曲线E2展现出了这样的曲线，即，从其开始反作用力作用到执行器的运动上。能量曲线E2(如同能量曲线E1一样)于时间点t0处开始线性地上升。从时间点t1开始，流入到执行器预燃室中的燃料对着执行器的运动而按压。因此，与未被加负荷的执行器相比，执行器无法伸展得那么长，并且，位于执行器处的电压上升。由于电压的上升，在喷射器中所储存的能量的值同样陡峭地上升并继续线性地变化直到时间点t2。在此，对于能量的计算而言所确定的电荷是上升还是下降无关紧要，因为执行器的上升的电压值比电荷的值占优势。

在借助在喷射器中所储存的能量E2的调节中，调整环自时间点t1起确定过高的能量值。因此其将减少提供给喷射器的电荷，以降低喷射器中所储存的能量。但是，通过较低的在喷射器中所储存的能量，随后将喷射出过于少量的燃料。因此，在该条件下喷射器中所储存的能量的量不再与喷射量相关联。

图3显示了用于喷射器中所储存的能量的计算的流程图。在此，在步骤S1中，在喷射器充电阶段的末端后的可预给定的持续时间之后分别针对每个喷射器确定第一电压值U1，第一电荷值Q1和轨压p。在步骤S10中借助在步骤S1中所确定的电压值和电荷值而确定在喷射器中所储存的第一能量值EN1和第一电容值C1。在喷射器中所储存的能量额EN1如此地确定，即，步骤S1中所确定的电压值U1与所确定的电荷值Q1及因子0.5相乘。在此，能量计算不局限于这种情形，而是，其它的能量计算方式也是可设想的。

此外，为每次喷射形成并保存关于所有的相应的喷射器的电容的第一电容平均值Cm1。一旦喷射器完成一定数量的喷射，就可在所有喷射器上借助相应地在每次喷射时所储存的第一电容平均值Cm1而计算第二电容平均值Cm2。在此被证实为有利的是，在100次喷射后计算电容平均值Cm2。借助于所计算的第二电容平均值Cm2可借助所存储的特性曲线族而确定执行器温度T。

在步骤S20中将检验，时间上的保持阶段长度tm是否超过可预给定的持续时间t2。如果是这种情况，则在步骤S40中在可预给定的时间点t2处确定第二电压值U2和第二电荷值Q2。但是，以如下方式来选择时间点t2，即，使得由于燃料作用到执行器的运动上的力作用(该力作用由于燃料从回流部流入执行器预燃室而导致)而引起的能量计算的失真不再出现。就此而言已被证实有利的是，时间点tm选择成尽可能靠近保持阶段的末端。

然后，在步骤S50中借助于相应的在步骤S40中所确定的电压值U2和电荷值Q2计算第二电容值C2和在喷射器中所储存的第二能量值EN2。在此，为计算第二能量值EN2，在步骤S1中所确定的电荷值Q1被平方并与因子0.5相乘并除以步骤S50中所确定的第二电容值C2。以在步骤S10中所确定的第一能量值EN1和在步骤S50中所确定的第二能量值EN2为基础，通过将步骤S10中所确定的第一能量值EN1除以步骤S50中所确定的第二能量值EN2，在步骤S60中确定修正值f。

此外，在步骤S60中，修正值f依赖于在步骤S1中所确定的轨压并依赖于在步骤S10中所确定的执行器温度T而在特性曲线族中被储存。在此，在储存修正值时，特性曲线族中已经存在的值被覆盖。由此，利用修正值f的更新可确保实现喷射器中所储存能量值的计算的调节(其由于在运行中出现的空行程改变而是必需的)。由空行程改变所决定的电容改变影响步骤S40中所确定的电压并因此影响步骤S50中所计算的所储存能量且因此还影响步骤S60中所计算的修正值f。

若在步骤S20中的问询表明，时间上的保持阶段长度tm在可预给定的持续时间t2之下，那么在步骤S30中借助于在步骤S 10中所计算的第一能量值EN1和适用于该执行器温度T及该轨压p的修正值而计算第三能量值EN3。在此，能量值EN1与修正值f相乘。

作为图3中所介绍方法的备选，在所有喷射器上取平均的电压值，电荷值和电容值可在步骤S10和S50被使用以用于能量值计算。

Claims (8)

1.一种用于调节内燃机的可充电且可放电的压电喷射器的喷射量的方法，在该方法中，确定喷射器电压和喷射器电荷，借助于它们而计算与所述喷射量相关联的、在所述喷射器处被储存的能量以及喷射器电容，其特征在于，

-电荷值和电压值在所述喷射器的充电阶段的末端后的可预给定的时间之后被确定，并且由此计算第一能量值，

-在产生于所述充电阶段和放电阶段之间的保持阶段的、与可预给定的持续时间相比较大的持续时间的情况下，重新确定所述喷射器的电压值和电荷值并且由此计算第二能量值和修正值，其中，所述修正值保存在第一特性曲线族中，并且

-在产生于所述充电阶段和放电阶段之间的保持阶段的、与可预给定的持续时间相比较小的持续时间的情况下，计算得的第一能量值与保存在所述第一特性曲线族中的修正值相乘。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，重新确定所述喷射器的电压值和电荷值的时间点在所述保持阶段的末端处实现。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为确定所述第二能量值，将在所述充电阶段末端所确定的电荷平方并除以在所述保持阶段末端所计算的电容并与因子0.5相乘。

4.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述修正值在第一特性曲线族中依赖于所述喷射器的执行器温度和轨压而被保存。

5.根据前述权利要求4所述的方法，其特征在于，所述执行器温度这样确定，即，在可预给定数量的喷射上确定所有执行器的电容平均值，并且，借助于所存储的第二特性曲线族而识别用于相应的所确定的电容平均值的执行器温度。

6.根据前述权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将所述修正值保存到所述第一特性曲线族中时，在保存之前在所述特性曲线族中已存在的值被覆盖。

7.一种用于调节内燃机的可充电且可放电的压电喷射器的喷射量的方法，在该方法中，确定喷射器电压和喷射器电荷，借助于它们而计算在所述喷射器处被储存的、与所述喷射量相关联的能量以及喷射器电容，其特征在于，

-在所有喷射器的充电阶段的末端之后的可预给定的时间之后确定平均电荷值和平均电压值，并且，由此计算所述第一能量值，

-如果所述充电阶段和所述放电阶段之间的保持阶段的持续时间大于可预给定持续时间，则在可预给定的时间点上重新确定所有喷射器的平均电压和平均电荷，并且，计算第二能量值和修正值，其中，所述修正值被保存在第一特性曲线族中，并且

-如果所述充电阶段和所述放电阶段之间的保持阶段的持续时间小于可预给定持续时间，则计算得的第一能量值与保存在所述第一特性曲线族中的修正值相乘。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，重新确定所有喷射器的平均电压和平均电荷的时间点在所述保持阶段的末端处实现。

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