CN101466930B - 内燃机的至少一个燃烧室中燃料喷射计量的控制方法和装置 - Google Patents

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Abstract

涉及一种控制装置和一种控制方法，用于控制内燃机的至少一个燃烧室中的燃料喷射计量。从至少一个运行特征参量(QK，P)出发，给定一个触发参量(AD)，该触发参量决定所喷射的燃料量。从一个表征气缸压力的气缸压力参量(PZ)和至少一个运行特征参量(QK，P)，出发，给定一个校正值(K)以用于校正触发参量(AD)。

Description

内燃机的至少一个燃烧室中燃料喷射计量的控制方法和装置
背景技术
本发明涉及一种控制方法和一种控制装置，用于控制内燃机的至少一个燃烧室中的燃料计量。
一般地说，为此目的要参照至少一个运行特征值例如所喷入的燃料量，为执行元件给出一个触发信号，该信号决定着喷入至少一个燃烧室中的燃料量。这种装置及这种方法例如已在DE 19712143中公开。
作为触发信号，通常是给出一个触发持续时间或一个触发角。另外，替换于这些参量也可以给定任何其它的能确定所喷入燃料量的参量。作为触发信号，可使用任一个表征所喷入的燃料量的信号。
一般情况下，执行元件的触发时间只根据所要求的燃料量和燃料压力而存放在一个触发持续时间组合特性曲线中。一般在发动机检测台上对于每个工作冲程的喷射，求得共轨系统的喷射器的触发持续时间组合特性曲线。于此，在相关气缸的上止点的范围内，喷射起始点，依负荷之不同而略有变化。在进行这种喷射时，由于燃烧室压力之故而不会出现燃料量偏差，这是因为在同样的燃烧室压力条件下已求得了相应的触发持续时间组合特性曲线。在远在上止点之前或上止点之后或在远在燃烧之后进行喷射的情况下，燃烧室压力与求得触发持续时间组合特性曲线时的燃烧室压力有很大差别。在进行喷射时，这会导致产生量误差。这种误差尤其在提前喷射和/或延后喷射时出现。
这一情况意味着：与按哪个时间点或按曲轴的哪个角位进行上述提前喷射和/或延后喷射有关，出现大的量误差。不同的功能作用到这种提前喷射及延后喷射。在这些情况下，量误差便是个麻烦的问题，因为这只能控制，而且不能调节地作用。这些功能例如是一种压力波动补偿或一种零量校准。根据本发明业已认定：这种量误差的基础在于：喷射量取决于喷射时存在的燃烧室压力。提前喷射和/或延后喷射时的燃烧室压力与主喷射时存在的燃烧室压力有很明显的差别。
特别在液压控制的喷射系统上，例如在配有电触发装置和控制室的共轨喷射器上，阀针打开特性与对喷嘴阀针的力平衡有关。这种力平衡基本上由控制室中的压力和燃烧室压力加以决定。这种力平衡还经过在关闭喷射器时存在于喷嘴阀针上的气缸压力影响。这种影响的比较典型，即一个高的气缸反压力支持着喷嘴的打开特性，这就是说，喷射在相同的电触发条件下在一个时间上较早的时间点开始。另一方面，喷射速率与反压力有关，就是说，在高的反压力条件下，最大喷射速率减小，因为蓄压管压力和反压力之间的压差变得较小之故。
由于考虑到了气缸压力，所以可提高计量精确度。这还有一个优点，就是量校正功能其具有作为输入量的喷入量可在正确的运行点上工作。
由于从一个表征着气缸压力的气缸压力参量出发，求得了一个校正值以用于触发参量的校正，所以可获得一个显著改进的燃料计量。从而可平衡这样一些效应，这些效应的基于：喷射器或泵-喷嘴单元在改变的燃烧室压力的条件下表现出一种改变的开启特性。这种改变的开启特性导致一种改变的喷射量，并可能导致一种改变的喷射起始。其基于：压力影响着喷射器的开启。视喷射器的结构之不同，一个增高了的燃烧室压力可以导致较容易的开启，即导致较高的燃料量或导致较难的开启，从而导致较少的燃料量。此外，还会出现这样的效应：在增高的燃烧室压力情况下，喷射速率就会因为燃料压力和燃烧室压力之间的压差减小而减小。
特别有利的是：校正值可根据气缸压力参量并附带地根据内燃机的运行点或喷射器的运行点求得。
这一点可通过下述措施予以实现：触发特性曲线的输出信号根据触发特征曲线的输入参量和气缸压力予以校正。
特别有利的做法是：使用一个表征燃料压力的参量(P)作为运行特征值。特别在公轨-系统的情况下有这个参量供使用。此外，燃料压力或蓄压管压力对执行元件的特性具有很大的影响。
能够大大影响执行元件的特性的另一个参量是所喷入的燃料量。这个参量也存在于控制内燃机的控制装置中。可以使用控制装置中存在的不同信号作为表征待喷入的燃料量的参量(QK)。
为了检测气缸压力参量(PZ)最好使用一个传感器。传感器也可用来求得其它参量，然后将这些参量用于内燃机的控制。按照一种成本合算的替代解决方案，可做如下设定：该参量从其它运行特性参量求出即计算出，或者从综合特性曲线中读出。
附图说明
图1中示出用于控制内燃机用的方法和装置的主要元素。图2中详细示出用于触发参量的校正值的求得。
具体实施形式
图1表示本发明提出的一个示意框图。一个执行元件以100表示。该执行元件以一个触发信号A加载。触发信号A是在连接点105通过一条触发持续时间组合特性曲线110的输出信号AD和一个校正值K的连接而形成的。第一传感器115的输出信号P和一个量给定装置120的输出信号QK被送给该触发持续时间组合特性曲线110。第二传感器122的输出信号FP和第三传感器124的一个信号N被送给量给定装置120。
执行元件最好为一个共轨系统的喷射器或者为泵-喷嘴元件。于此，以之对电磁阀或对压电-执行机构加荷的触发信号的持续时间决定着所喷入的燃料量。
校正值是由一个校正单元140提供的，该校正单元由触发组合特性曲线110的输入信号QK和P与第四传感器155的输出信号PZ加荷。
在触发持续时间组合特性曲线110上，用于执行单元100的触发信号A是根据运行点加以确定的，该运行点是至少通过参量QK加以定义的。该运行点是通过至少一个运行特性参量予以确定的。在所示的实施例中，运行点是通过一个表征所喷入燃料量的参量QK和一个表征燃料压力的参量P予以决定的。参量QK是由量给定装置最好根据表征驾驶者愿望的一个信号FP和一个转速参量N加以给定。参量P利用传感器115加以检测。于此，涉及到一个表征燃料压力的参量。在一个共轨系统中，该参量通常称之为蓄压管压力。
为了补偿气缸压力PZ的影响，由校正单元140至少根据气缸压力PZ和另一个运行特性参量QK和/或P给出校正值K。特别有利的是：校正值根据气缸压力PZ和触发组合特性曲线110的输入参量予以给定。然后利用该校正值K在连接点105处对触发持续时间组合特性曲线110的输出信号AD予以校正。气缸压力PZ利用一个传感器155加以测量，或者根据其它参量求得。
在一个确定的参考压力PR的条件下来考虑触发持续时间组合特性曲线。校正值K是以基于模型的、使计算运行时间和资源最优的途径而求得的。为此，最好使用一种二次的近似公式。依此，就可根据下列的公式，计算出所需的触发持续时间校正值K，以便在偏离参考压力PR的燃烧室压力PZ的情况下达到所要求的燃料喷射量：
K＝(PZ-PR)*X+(PZ-PR)*(PZ-PR)*Y
参量X和Y指的是这样的参数，它们对喷射器的任一个运行点都可利用一个演算工具离线地从原始数据中求得，并将之存于组合特性曲线的上的SG中。
另外，也可使用其它的公式或模型。还可做如下设定：将校正值都存储在相应组合特性曲线中。
组合特性曲线110是为不同的气缸压力测定的。然后从这些测量值出发确定系数X和Y。参数X和Y在喷射器的任一运行点在运算阶段中从原始数据中求出，并被存放在控制装置中的组合特性曲线上。
这种方式是特别有利的，因为校正具有足够的精准度，而且只需要很少的存储空间和计算过程时间。此外，除了上述公式，也可使用其它公式，用于从实际值和参考值之间的压差出发来计算出校正值。
按另一种变型方案，可以规定使用一种相反的喷射器模型。
这种方式的实现情况详见图2中所示。在图1中所述及的元素在这里均以相同的附图标记表示。参量QK和P还到达第一组合特性曲线200和第二组合特性曲线210。在第一组合特性曲线200中系数Y和在第二组合特性曲线205中系数X是根据喷射器的运行点存下的。最好做如下设定：作为用于组合特性曲线200和210的输入参量，使用与用于触发持续时间组合特性曲线110的相同输入参量。在连接点210上或在连接点215上，组合特性曲线的输出信号X或Y与连接点220的输出信号或与减法点230的输出信号最好相乘地相连。连接点210和215的两个输出信号到达连接点240，该连接点将这两个信号最好相加地连接起来。在连接点240的输出端存在校正值K。
向减法点230一方面输送用于燃烧室压力的传感器155的输出信号PZ，另一方面输送参考值给定装置250的输出信号。在参考值给定装置250的输出端存在参考压力PR。所谓参考压力PR指的是测定触发持续时间组合特性曲线110时的燃烧室压力。
图2中示出的元素200至250再形成前面提出的公式。
依本发明，根据参考值PR和实际燃烧室压力PZ之间的压差规定出一个线性校正及一个二次校正。根据喷射器的运行点，对线性校正在组合特性曲线205上确立一个系数X；对二次校正则在组合特性曲线200上确立一个系数Y。就这两个系数而言，一方面乘以差值，另一方面还得乘以差值的平方，从而利用二次的途径(Ansatz)来计算校正值K。
这种方式适用于所有的喷射类型，即提前喷射、主喷射和延后喷射。根据喷射器的运行点，一种可能的去活化处理代表着另一个特别有利的设计。这种去活化可以在符合希望的、小的校正需要的条件下节约运算时间。其例如在大的喷射量或大的燃料压力的情况下存在。因此可以设定：校正值K经过一个相应的、根据内燃机的运行状态触发的开关机构而达到连接点105。
另一项特别有利的改进规定：进行相应的校正，借以校正触发起始点，也就是说，除了触发持续时间之外，还校正触发起始点。

Claims (6)

1.用于控制内燃机的至少一个燃烧室中的燃料计量的方法，其中，从至少一个运行特征参量（QK，P）来给定触发参量（AD），该触发参量决定着所喷射的燃料量，
其特征在于：
从表征气缸压力的气缸压力参量（PZ）和所述至少一个运行特征参量（QK，P）出发，给定校正值（K）以用于校正触发参量（AD）,
作为运行特征参量，使用表征燃料压力的参量（P）和/或表征所喷入的燃料量的参量（QK）。
2.按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
所述气缸压力参量（PZ）是利用传感器加以测量的。
3.按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
所述校正值是从气缸压力参量（PZ）的参考值（PR）和当前值之间的差值出发求得的。
4.按权利要求3所述的方法，
其特征在于：
所述校正值（K）是从所述差值和至少一个与所述至少一个运行特征参量（QK，P）有关的系数（X，Y）出发求得的。
5.按权利要求1所述的方法，
其特征在于：
气缸压力参量（PZ）是从运行特征参量出发求得的。
6.用于控制内燃机的至少一个燃烧室中的计量的装置，配有用于从至少一个运行特征参量（QK）出发而给定确定所喷射的燃料量的触发参量（AD）的机构（110），
其特征在于：
配备了用于从表征气缸压力的气缸压力参量（PZ）出发给定校正值（K）以校正触发参量（AD）的机构（140）,
作为运行特征参量，使用表征燃料压力的参量（P）和/或表征所喷入的燃料量的参量（QK）。
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