CN101018945A - 用于识别喷油器空行程的方法与装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对带有共轨系统的内燃机的喷油器、尤其是压电式喷油器的空行程进行识别的方法和装置。当关闭内燃机时，油轨中的压力出现连续下降，这被用来测量油轨压力，并以适当的能量对喷油器进行调节。执行器驱动能被提高，直至随时间变化的油轨压力曲线出现不连续时为止。这种状况下所施加的执行器驱动能以及油轨中的压力均为衡量相应喷油器空行程的尺度。

Description

用于识别喷油器空行程的方法与装置
本发明涉及一种按照独立权利要求1的、用于识别喷油器空行程(Leerhub)的方法，以及一种按照独立权利要求9的、用于识别喷油器空行程的装置。
此类方法具有重要的作用，可确保小喷油量工况下的计量精度。如果小喷油量不精确，则可能会使得柴油轿车发动机无法满足严格的排放标准。有两种基本的研发方案将喷油器与喷油器之间的误差减小到最低程度。一种方案是通过高度精密且成本极为昂贵的制造工艺来实现这一目的。即对生产流水线中的所有喷油器进行测量，将超出严密公差范围的喷油器挑选出来。另一种已知的方案则是在发动机工作过程中对喷油器与喷油器之间的误差进行补偿。例如可以通过内燃机的爆震传感器，确定必需哪些控制参数，用于对各个喷油器进行控制，从而正好喷射出适量的燃油(开关泄漏(Schaltleckage))。其缺点在于：该方法的激活条件取决于驾驶员的驾驶行为。内燃机的运行工况必须在一定时段内必须保持不变，才能利用此类方法测定空行程。如果由于驾驶员的驾驶行为使得这一时段不连续，就无法完整测定空行程。
本发明的任务在于：提供一种不取决于驾驶员驾驶行为的用于识别喷油器空行程的方法和装置。
本发明的这项任务可通过独立权利要求1所述特征以及独立权利要求9所述特征加以完成。
本发明的特征在于一种识别喷油器空行程的方法或装置。其中设置恒定的压力、连续的压力降低或者压力上升。测定当前的油轨压力。借助执行器驱动能对喷油器的执行器进行控制，接着改变所设置的执行器驱动能。反复执行这一过程，直至随时间变化的油轨压力曲线出现不连续时为止。优选连续或者逐步提高执行器驱动能。功率级限制执行器驱动能的变化范围。出于降低成本的考虑，最好采用逐步变化方式。优选可以在内燃机关闭时对油轨(Rail)的压力进行调节，使之降低。关闭内燃机之后，不再有燃油输送到储油器之中。储油器中的当前压力由于泄漏而自动下降。有时可能需要通过其中某一个喷油器形成附加泄漏。
在本发明的另一种方案中，可在内燃机起动时对压力进行调节，使之连续上升。当内燃机起动时，输油泵将燃油输送到储油器(油轨)之中，并使其中的压力缓慢、连续上升。同样也可以将其用来测定压力和所属的喷油器驱动能(执行器驱动能)的值对。优选将此类值对保存在存储器之中。
在本发明的另一种方案中，可在测出随时间变化的油轨压力曲线出现不连续之后，将执行器驱动能设置为初始值，在此接着测量当前的油轨压力，利用执行器驱动能对喷油器的执行器进行控制，并改变执行器的驱动能，直至在随时间变化的油轨压力曲线中再次出现不连续为止。在高度密封的共轨系统中，其压力下降本来就非常微小，因此可以在某一次关闭内燃机的过程中，测定不同油轨压力下开关泄漏的能量。开关泄漏的能量取决于油轨压力。与油轨压力较低时相比，当油轨压力较高时，所需的能量比较高。因此仅需少许几次关闭过程，即可更新执行器驱动能与油轨压力值对。
本发明的其它有利方案在从属独立权利要求中阐明。
以下将参照附图举例地对本发明进行说明。附图示出：
图1随时间变化的油轨压力曲线，以及随时间变化的执行器驱动能曲线。
以内燃机关闭过程为例，对本发明所述的方法进行详细说明。
图1在上面区段所示为随时间变化的油轨压力曲线，标记为1。图表的下面区域是随时间变化的执行器驱动能曲线，标记为2。
在共轨系统中有一个储油器，喷油器、尤其是压电式喷油器就连接在该储油器上。将具有图1中所示能量的控制信号施加到喷油器的执行器上，这里所指的是压电式执行器。
当带有共轨系统的内燃机关闭时，共轨系统中的压力就会呈线性关系连续下降，直至到达时刻t1。共轨系统储油器中的压力下降幅度取决于泄漏流。现在根据本发明所述，将能量为E1的控制信号在时刻t2施加在喷油器的压电式执行器上。能量E1太小，不足以将喷油器的伺服阀从其阀座中顶出。在时刻t3，执行器驱动能提高到E2。经短暂延时到达时刻t4时，控制信号被施加到压电式执行器上。从在上面示出的压力曲线1可看出，能量E2也是太小。该过程被重复进行，直至执行器驱动能达到最低能量Emin(p1)。以这种能量Emin(P1)，控制信号在时刻t1被施加到压电式执行器上。这一次的能量已足以将伺服阀从其阀座中顶出，从而使得油轨压力急剧下降。这一变化即为图1中所示的脉冲沿2。可以对该脉冲沿2或者随时间变化的油轨压力曲线中的不连续加以利用，用于使最低执行器驱动能对应于油轨压力p1。如果油轨中尚有足够的压力存在，就可以再次重复执行本发明所述的方法。其间将执行器驱动能设定为初始值E3。在时刻t5，将能量为E3的控制信号施加到压电式执行器上。由于能量E3太小，不足以将伺服阀从其阀座中顶出，因此再次提高该能量，并相应地将控制信号发送到执行器上。反复执行这一过程，直至有足够的能量将伺服阀从其阀座中顶出。这次以能量Emin(2)执行这一过程。在时刻t6，具有该能量的控制信号被施加到压电式执行器上。这样就会使油轨中的压力再次急剧下降。油轨压力从p2下降到p3。由此测出另一个值对(能量，压力)。随时间推移，所有值对都被更新。
备选地也可以考虑在内燃机滑行过程(Schubphase)中执行本发明所述的方法。这提供了将油轨压力设置为期望的匹配值的可能，例如可通过开启体积流量调节阀(VCV)的方法。由于内燃机在滑行模式(Schubbetrieb)中尚在运转，输油泵因此可以将燃油输送到油轨中，用于在那里将压力相应提高到期望的匹配值。在某一个喷油器完成匹配之后，也就是在出现不连续的压力下降之后，就可以对下一个喷油器进行匹配，同时对输出压力进行调节，使之与第一个喷油器上的压力相同。反复执行该过程，直至内燃机的所有喷油器均已匹配。这样就可以针对一定的压力值对所有喷油器进行匹配。
利用本发明所述的这种方法，不依赖于驾驶员的驾驶行为，均可保证对喷油器的空行程进行校正，因为每次关闭发动机时，均可以执行本发明所述的方法。本发明所述的方法能够对能量进行精确预控制，即使在已知的系统中，也能通过能量匹配的方式，调整各个喷油器之间的空行程差别(Leerhub-unterschieden)。此类系统需要最短的控制时间，且需要达到规定的激活条件来执行已知的系统。
用来分析燃烧信号的已知系统，例如爆震传感器或者转速传感器，可以对本发明所述的方法或者装置进行补充，并且可以考虑单个喷油器的流量校正量(Mengenkorrektur)，单独测定空行程与喷油器座磨损之间的关系。将本发明所述的方法与已知的系统组合使用，即可采集大量的数据，因此可更为准确地计算控制时间校正量。
本发明所述的方法，原则上可以将极为严密的喷油器制造公差范围扩大，并可降低制造喷油器的废品率。除此之外，还可不必对压电式执行器进行预先处理，因为本发明所述的方法可通过能量匹配的方式，直接在使用寿命内对空行程进行平衡。此外与其它已知的方法相比，本发明所述的方法或者装置还具有可靠耐用的特点，因为无需添加附加的部件，即可实现本发明所述的方法。

Claims (11)

1.一种对带有共轨系统的内燃机的喷油器、尤其是压电式喷油器的空行程进行识别的方法，包括下列步骤：
a)调整油轨压力，使之保持恒定、连续下降或者上升，
b)测量当前的油轨压力，
c)利用执行器驱动能对至少一个喷油器执行器进行控制，
d)改变执行器驱动能，
e)重复步骤b)至d)，直至随时间变化的油轨压力曲线出现不连续时为止。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述执行器驱动能不连续地改变为另一个执行器驱动能级，其中通过所设定的执行器驱动能级的至少一个控制信号对喷油器的执行器进行控制。
3.  按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述施加的执行器驱动能在此期间是恒定的，且当其变化时，以一种确定量的能量被提高或者降低。
4.按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，连续提高或者连续降低所述施加的执行器驱动能。
5.按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在关闭内燃机时，在步骤a)中对油轨压力进行调节，使之连续下降。
6.按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在发动内燃机时，在步骤a)中对油轨压力进行调节，使之连续上升。
7.按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在完成步骤e)之后，可将所设置的执行器驱动能与当前的油轨压力保存为用于喷油器空行程的标准。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，在保存了能量值和油轨压力值之后执行步骤b)至e)，在此首先将执行器驱动能设定为初始值。
9.按照在前权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在内燃机滑行过程中，在步骤a)中对油轨压力进行调节，使之保持恒定或者连续下降。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，在完成步骤e)之后，将油轨中的压力提高到所期望的匹配值。
11.一种对带有共轨系统的内燃机的喷油器的空行程进行识别的装置，它包括压力储油器、连接在该压力储油器上的喷油器、油轨压力传感器和用于喷油器执行器的控制单元，其中控制单元改变执行器驱动能，直至油轨压力传感器测出随时间变化的油轨压力曲线出现不连续时为止，其中所述装置还具有存储单元，用来保存在出现不连续时所使用的执行器驱动能值以及油轨压力值。
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