CN101855442B - 用于控制燃料供给系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

描述了用于控制燃料供给系统的一种方法和装置，在此方法中第一燃料输送机组(11)将燃料从储存箱(10)输送至第二燃料输送机组(2)。由第一燃料输送机组(11)输送的燃料量中的至少一部分经过回油管路(18)作为回流量返回至储存箱(10)。回流量(MR)根据燃料供给系统的运行状态来求出。第一燃料输送机组(11)至少根据回流量来进行控制。

Description

用于控制燃料供给系统的方法和装置

技术领域

本发明涉用于控制燃料供给系统的一种方法和一种装置。

背景技术

由DE102005023700已知一种用于控制燃料供给系统的装置和方法。在那里的燃料供给系统中，第一燃料输送机组将燃料从备用燃料箱输送至第二燃料输送机组。由第一燃料输送机组输送的燃料量中的至少一部分经过回油管路作为回流量返回至储存箱。

在现代的柴油喷射系统中，第二燃料输送机组，以下也称为高压泵，必须通过燃料来冷却和润滑。为此必须有最小要求数量的燃料，使回流管路返回至储存箱。此外第一燃料输送机组，以下称为电动燃料泵，必须将燃料从储存箱输送至高压泵里。

由于经济方面的原因，希望电动燃料泵只是输送肯定必须要的燃料量。如果输送的燃料太多，那么会引起不需要的能源消耗。此外这也导致燃料的不受欢迎的升温。因此通常设计，使电动燃料泵的燃料输送量根据运行状态和零部件公差系统来规定，从而输送一种所希望的燃料量。此外还利用回流量，用于通过主动的罐形装油系统，例如像一种抽吸喷射泵，与料位无关地使储存器保持装满。

为了满足这些要求，在技术背景中规定了：在回流管路中调整压力。在这种现有技术中不利的是：回流量阈值的规定必须考虑到大的公差。这造成了：在某些运行状态下不必要地消耗了电驱动功率。

发明内容

发明的优点

在用于控制燃料供给系统的一种方法或一种装置中，第一燃料输送机组将燃料从储存箱输送至第二燃料输送机组。由第一燃料输送机组输送的燃料量中的至少一部分经过回油管路作为回流量返回至储存箱。按照本发明，回流量(MR)根据运行状态来得出，而第一燃料输送机组根据至少回流量来被触发。根据设计方案，除了回流量之外必要时也要考虑喷入内燃发动机里的燃料量。

通过这种方式有以下优点：可以明显地减少电驱动功率，因为电动燃料泵的燃料输送量作为回流压力的函数，可以被调整到最小所须的量。此外通过减少回流量使抽吸喷射泵在油箱里抽吸较少的燃料，这特别是在低温情况下导致了在EKP的抽吸部位里混合温度的升高，并因此在这些温度下有利于石蜡的融化。第一燃料输送机组以下也称为电动燃料泵。第二燃料输送机组以下称为高压泵。

如果从回流量出发得出回流管路中的压力的名义值，那是特别有利的。因此可以进行回流量的调节。

如果第一燃料输送机组根据名义值与实际值的比较进行触发的话，那是有利的。

如果第一燃料输送机组根据名义值进行触发的话，那是一种简化的设计方案。

如果根据名义值与实际值的比较或者根据名义值来规定一个用于第一燃料输送机组的转速的名义值，那是有利的。这意味着从回流量出发，来规定一个用于电动燃料泵的转速的名义值。

在一种有利的设计方案中由从回流量出发，得出要由可第一燃料输送机组输送的要求流量(B)。

如果高压调节的运行种类，内燃发动机的运行点和或储存箱的料位被作为运行状态分析评估，那就可以准确地进行控制或调节。备选地或补充于内燃发动机的运行点，还可以考虑温度值，尤其像燃料温度。

有利的是：下面的运行种类不同的话。在高压调节的第一种运行种类中，影响由第二燃料输送机组所输送的燃料量的第一调整构件确定了蓄压管压力。这意味着蓄压管压力只是借助于第一调整构件进行调节。在高压调节的第二种运行种类中，影响从一个高压部位排出的燃料量的第二调整构件决定了蓄压管压力。这意味着蓄压管压力只是借助于第二调整构件进行调节。在高压调节的第三种运行种类中，影响由第二燃料输送机组所输送的燃料量的第一调整构件和影响从一个高压部位排出的燃料量的第二调整构件决定了蓄压管压力。这意味着蓄压管压力借助于第一调整构件和第二调整构件一起进行调节。

第一调整构件以下也称为计量单元。一个这样的单元影响由高压泵输送入高压部位里的燃料量。这计量单元一般构成一个具有高压泵的结构单元。第二调整构件以下也称为高压调节阀。高压调节阀根据其触发信号连接燃料分配器和储存箱。按照本发明的方式并不限于应用计量单元和高压调节阀。它也可以在一定条件下有相应的改变，也可以有另外的调整构件而被应用。

附图说明

本发明的实施例表示于附图中，并在以下的说明中详细加以叙述。附图所示为：

图1按照本发明的装置的一个框图；

图2和3按照本发明的控制机构的两个设计方案；

具体实施方式

图1举例表示了一个用于输送燃料的装置。

用于输送燃料的装置具有第一燃料输送机组1，例如一个用作为预输送泵的电动燃料泵，和一个通过压力管路3与第一燃料输送机组1流体连接的第二燃料输送机组2，后者例如是一种按照挤压原理工作的高压泵。这两个燃料输送机组1，2按此方式成串联连接。第二燃料输送机组2将这由第一燃料输送机组1供给的燃料升压地例如输送至内燃发动机5的一个燃料分配器4里。燃料分配器4与喷射阀6成流体连接，这喷射阀将燃料分别喷入内燃发动机5的一个未示出的燃烧室里。

第一燃料输送机组1例如布置在一个存储容器9里，后者又设置在一个储存箱10里。第一燃料输送机组1从存储容器9抽吸燃料，例如经过一个粗过滤器11，并将燃料经过压力管路3输送至第二燃料输送机组2。粗过滤器11保护了在粗过滤器11下游的装置不受在燃料中所含有的粗污物颗粒的影响。在压力管路3中例如设有一个单向阀12，由此没有燃料从单向阀12的下游向着单向阀12的上游回流。此外在压力管路3里在单向阀12的下游例如设有一个主过滤器13，它从燃料里过滤掉细的污物颗粒。第一燃料输送机组1的下游和单向阀12的上游有一根过压管路16从压力管路3里分支出来，并返回至存储容器9。在过压管路16里布置了一个过压阀17，它在压力管路3里达到一个预先规定的过压时开启，并将燃料从压力管路3里经过过压管路16流出。过压阀17是一个安全阀，它阻止了：由于功能失效而可能在压力管路3里产生不许可的高压，这种高压可能会损坏装置。

例如罐状的存储容器9储存足够多的燃料，以便即使在转弯行驶和由此所引起的在储存箱10里燃料的晃动时都确保了通过燃料输送机组1，2给内燃发动机5供给燃料。

从单向阀12下游和主过滤器13的下游压力管路3分支出一个回流管路18，它回到存储容器9或者储存箱10里。例如在回流管路18中布置了一个压力调节阀19，它将压力管路3里的压力调节至一个预定的工作压力，其方法是：它在压力管路3里达到预定工作压力时就开启，燃料就从压力管路3经过回流管路18流出。在预定工作压力之下压力调节阀19关闭，而在一个等于或者大于预定工作压力的值时就开启。

经过回流管路18回流入存储容器9的燃料被用于驱动一个已知的抽吸喷射泵20，这个泵将燃料从储存箱10输送至存储容器9里。为了使存储容器9与储存箱10里的料位无关地保持装满，和不空转，可将这由第一燃料输送机组1从存储容器9里取出的燃料量又补充输入存储容器9里。为了使抽吸喷射泵20产生所需的输送功率，可给它供应从回流管路18里的必要的驱动喷射流量。抽吸喷射泵20已知地具有一个节流元件，例如一个喷嘴23，通过这喷嘴使回流管路18的燃料流入一个与储存箱10流体联通的抽吸腔24里。从喷嘴23里流出到抽吸腔24的驱动射流将燃料从抽吸腔24里带走，因此按已知的样式和方式使驱动射流的燃料和带走的燃料经过一个混合通道25到达储存箱9里。

优选设有一个压力传感器28，它测量压力调节阀19下游的回流管路18里的压力，其中所测的压力用作为调节第一燃料输送机组1的调节参量。第一燃料输送机组1这样来触发，使得回流管路18里的压力调节到一个可规定的值。

压力传感器28例如布置并固定在回流管路18上。压力传感器28通过第一信号线路29与一个电子控制仪连接。电子控制仪可以是一种通过一个控制线路33控制第一燃料输送机组1的泵控制仪30，或者一个控制内燃发动机4的功能的发动机控制仪32。电子控制仪30，32调节功率，例如第一燃料输送机组1的转速，因此可以对回流管路18中预定的压力进行调整。第一燃料输送机组1的这种需求控制的调节例如通过一种所谓脉宽调制来进行。通过第一燃料输送机组1的这种根据需求调节提高了第一燃料输送机组1的寿命和按照本发明的装置的效率，并节省了燃料。

电子泵控制仪30例如通过第二信号线路31与电子发动机控制仪32连接。

按照本发明的方法的基本思路在于：计算出由电动燃料泵提供的燃料输送量，它也称为需求量B，并且这样来触发电动燃料泵，从而使它提供这种燃料量。有两种设计方案。其一，使电动燃料泵按得出的值作为需求量B进行控制。备选地可以从整个系统的一个计算的回流量MR来得出回流管路18里的压力的名义值PS，并对其进行调节。

在两种设计方案中，根据燃料供给系统的运行状态来得出回流量。在一种设计方案中，由回流量出发计算出电动燃料泵的需求量B并相应地触发电动燃料泵。在第二种设计方案中，由回流量MR出发得出需要的回流压力PS并对其进行调节，或者说在一种简单的实施形式中有控制地进行调节。

电动燃料泵的需求量B由回流量MR加上发动机需求量BM得出。对于发动机需求量BM来说基本上是指单位时间喷入内燃发动机的燃烧室里的燃料量。其大小优选从以下参数出发：每次喷射的喷射量，发动机转速，气缸数量和燃料密度，来得出。喷射量QK通常在发动机控制仪里作为内部参量存在，并用于触发调节器或者形成调节器的触发信号，该调节确定进入燃烧室里的燃料量。

以下按照图2所示的框图说明名义压力PS的求取。

第一计算200计算出第一回流量MHD1。第二计算210计算出第二回流量MHD2，第三计算220计算出第三回流量MHD3。这三个信号到达一个转换装置230，后者由触发装置235来触发。三个回流量信号中的一个信号根据触发装置235的触发信号通向方框240。在方框240的出口有回流量信号MHD。第四计算250设定了第四回流量MS。这个量对应于用于润滑高压泵和用于冷却它所需的燃料量。两个信号MS和MHD通向一个连接点255，在这里它们优选相加地逻辑连接。连接点255的输出信号通向一个方框260，在其出口上有信号BCR，该信号对应于共轨管系统的需求量。第五计算270得出需求量BS。需求量BS和回流量BTR流向一个最大选择275。最大选择275选出两个信号中的较大者，并使其通向方框280。在方框280的出口处有回流量MR。一个温度修正285在方框280旁边给喷射泵特性曲线组290加上一个输入信号。喷射泵特性曲线组290的输出信号PS作为名义值通向一个调节器295。在调节器295的第二入口处有压力传感器28的一个输出信号P。

在一种设计方案中可以不设抽吸喷射泵。这个泵则由一个替代节流阀来代替。在这种情况下特性曲线组290考虑了替代节流阀的特性。

以下按照图3说明一种设计方案，在此方案中由回流量MR出发规定电动燃料泵的需求量B。

这个设计方案与按照图2的方案的区别只是在于方框280的输出信号MR的继续加工处理。

方框280的输出信号MR经过一个连接点300到达电动燃料泵触发装置310。在连接点300的第二入口处作用有第六计算的输出信号，这第六计算规定了内燃发动机的需求量BM。由需求量BM和回流量MR出发，相加点300计算出电动燃料泵的需求量B。根据这个信号然后通过触发装置310对电动燃料泵进行触发。

在两个设计方案中按照本发明在第一，第二和第三计算中计算出共轨系统的高压部位的回流量。在燃料供给系统的不同的运行状态之间是不同的。尤其是共轨系统的压力调节系统的不同的运行种类被看作为燃料供给系统的不同的运行状态。

对于压力调节系统的每一种运行种类分别设有一个计算，它根据各自运行种类的边界条件计算出回流量MHD。在所示的实施形式中在压力调节系统的三种不同运行种类之间是不同的。在一种相应的设计方案中也可以对多种运行种类或者也可以只是对两种运行种类进行考察。在此规定了计算的相应数量。

在第一步计算中考察一种运行种类，在此时只是用一个高压调节阀进行压力调节。借助于这种高压调节阀使燃料从高压部位流出至低压部位，并因此调节压力。没有规定高压泵输送量的影响。高压泵优选输送最大流量。在这种运行种类时在第一步计算200中按照以下途径设定回流量MHD1：考虑高压泵的几何输送量，和高压泵的转速。由高压泵的几何输送量乘上泵的转速的乘积得出回流量。在此高压泵的转速是发动机转速的函数。这样计算出的量对应于高压泵所输送的量。从这燃料量还要减去发动机需求量。这意味着，回流量相当于由高压泵所输送的量与喷入燃烧室里的量之差。

此外可考虑喷射嘴的回流量。这喷射嘴的回流量包含了喷射嘴的漏损量和喷射嘴的控制量。根据在CR系统里装有有漏损的还是没有漏损的喷射嘴，喷射嘴回流量除了控制量之外也包含了喷射嘴的漏损量。

还可考虑这种喷射嘴回流量返回至低压部位的种类。

在蓄压管压力调节系统的第二种运行种类中，只是一个所谓的计量单元对蓄压管压力有影响。用一个这样的计量单元来影响提供给高压泵的量。在这种运行种类时压力调节阀关闭。在这种运行种类时由第二计算210和/或喷射嘴回流量得出回流量。

喷射嘴的控制流量基本上是发动机需求量的一个函数，而喷射嘴漏损量基本上是蓄压管压力和温度的一个函数。

在第三运行种类时，通过触发计量单元和高压调节阀进行压力调节。在这种运行种类时第三步计算根据计量单元的调节参量和发动机需求量而规定了回流量，必要时这里还考虑到喷射嘴回流量，尤其是喷射嘴控制量。

在求取回流量MHD时在CR-系统的不同变化方案之间是不同的。

在第一种方案中使用了无漏损的喷射嘴。喷射嘴控制量并不返回至存储容器9里，而是返回至高压泵的进口，例如返回管路3里。高压调节阀的关闭量与高压泵的回流量一起进入存储容器里。这里高压部位的回流量根据高压调节的种类。

在通过高压调节阀进行压力调节时，回流量MHD由高压泵的几何输送量乘上高压泵的转速，减去发动机需求量和喷射嘴控制量计算出。在借助于计量单元通过高压泵的量调节来进行压力调节时，回流量等于零。在两种调节策略组合时，根据计量单元的调节参量，减去发动机需求量和喷射嘴控制量来确定回流量。

在第二种方案中，使用了有漏损的喷射嘴。喷射嘴漏损和喷射嘴控制量与高压调节阀的关闭量和高压泵的回流量一起返回至存储容器10里。在这种方案中根据高压调节的样式得出需求量MDH。

在通过高压调节阀进行压力调节时，由几何输送量乘以高压泵的转速，减去发动机需求量计算出回流量。

在通过高压泵的量调节来调节压力时，由喷射嘴的控制量和喷射嘴漏损流量之和得出回流量。

在两种调节策略组合时按照计量单元的调节参量减去发动机需求量来确定回流量。

喷射嘴的控制流量主要根据喷入的燃料量。喷射嘴漏损量基本上是蓄压管压力和温度的一个函数。优选应用燃料温度作为温度。

第三方案相当于方案1，其中高压调节阀的关闭量然而回流至向着高压泵的进口3里。在此方案中回流量与调节方案无关总是零。

第四方案对应于第二方案，但高压调节阀的关闭量返回至向着高压泵的进口里。高压部位的回流量与调节方案无关，总是等于喷射嘴的控制流量和喷射嘴漏损量之和。

根据高压调节的运行种类，触发装置235这样触发转换装置230，从而选出相应的计算的输出信号。

第四计算250计算出燃料量，它对于高压泵的润滑和冷却来说是必要的，并且称为回流量MS。

在第一种实施形式中，对于高压泵的润滑和冷却来说必要的回流量MS优选至少根据温度由第四计算250来规定。根据应用的泵和/或液压回路的设计方案，为所谓润滑量规定一个根据温度的值，为所谓的冷却量规定一个恒定值。回流量MS优选通过两个值的相加得出。

不必要通过润滑量，冷却量和/或漏损量的相加来计算出回流量MS。也可以根据下列中的至少一个参量：温度，载荷，发动机转速和/或蓄压管压力来设定回流量，尤其是存入在一个特征曲线组里。通过这种方法可以改善动态特性。作为载荷尤其是应用一种用于控制内燃发动机的载荷参量，例如像喷入的燃料量或者一个由这参量出发的所得出的参量。

在一种特别有利的设计方案中，对于发动机转速和载荷的确定值规定了一个对于冷却量的提高的值。尤其是在高转速和小载荷时，规定一个加大的冷却量。总之这样得出一个回流量MS，它至少根据转速和载荷。

在另一种有利的设计方案中，根据至少蓄压管压力和温度来规定回流量MS。这尤其是在液压回路的确定的结构的设计方案中是有利的。为此例如至少根据蓄压管压力和温度来规定漏损量。回流量MS例如通过漏损量和上面所述的对于回流量MS的得出值相加得出。总之这样就得出一个回流量MS，它至少根据蓄压管压力和温度。

这个用于冷却和润滑高压泵所必要的回流量MS至少根据温度来规定，备选或者补充于温度还可以考虑一个或者多个参量，如内燃发动机的载荷，发动机转速和/或蓄压管压力。

从连接点255使高压部位的回流量MHD与用于润滑和冷却所必要的回流量MS相加。连接点255的输出信号到达方框260，后者提供共轨系统的需求量BCR。共轨系统的需求量BCR是能由电动燃料泵输送，而不进行喷射的那燃料量，也就是说，这里是指由高压调节阀排出的燃料量，它作为喷射嘴的控制流量和漏损量又返回至低压部位里，和/或它对于高压泵的冷却和润滑是必要的。

燃料计量系统常常设置有一个回流驱动的油箱喷射泵。其需要一个最小回流量，以便这些加油喷射泵或抽吸喷射泵能够将燃料从储存箱输送至存储容器9。第五计算270计算出对于抽吸喷射泵来说必要的回流量，以便其能够产生所要求的泵功率。抽吸喷射泵的必要的抽吸功率对应于发动机需求量。在内燃发动机里喷入的燃料量必须从储存箱10输送至存储容器9。第五计算270由抽吸喷射泵的已知的抽吸驱动量特性，根据温度计算出抽吸喷射泵必要的需求量BS。这种计算优选借助于一种在第五计算270中所包含的特性曲线组，根据发动机需求量和温度来进行。

最大选择275则选出抽吸喷射泵的需求量BS或共轨系统BCR的需求量的两个信号中的较大者。这样选出的信号对应于回流量MR，它可由电动燃料泵提供。这个信号则从方框280引向喷射泵特性曲线组290。此外这特性曲线组对温度修正285的温度参量进行加工处理。从这两个输入参量出发，喷射泵特性曲线组290规定了一个用于回流管路里的回流压力的名义压力PS。然后将这名义压力输送给调节器295，后者通过设定相应的调整参量来调整这名义压力。这优选借助于一个调节来进行，这调节根据在回流压力的名义值PS和实际值P之间的对比得出调整参量。

在按图3的实施形式中，在连接点300处对于必要的回流量还要加上内燃发动机的需求量BM。这需求量优选由发动机控制装置320提供。由此得出电动燃料泵的需求量B。由这电动燃料泵的需求量B出发，然后在方框310里对电动燃料泵进行触发。

Claims (11)

1.用于控制燃料供给系统的方法，其中第一燃料输送机组(11)将燃料从储存箱(10)输送至高压泵(2)，其中由第一燃料输送机组(11)输送的燃料量中的至少一部分经过回油管路(18)作为回流量返回至储存箱(10)，其特征在于，回流量(MR)根据运行状态来得出，从回流量出发得出需求量(B)，而且触发第一燃料输送机组(11)，从而提供需求量(B)。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，由回流量(MR)出发，得出回流管路中压力的名义值(PS)。

3.按权利要求2所述的方法，第一燃料输送机组根据名义值与实际值的对比进行触发。

4.按权利要求2所述的方法，根据名义值与实际值的对比或者根据名义值规定用于第一燃料输送机组的转速的名义值。

5.按权利要求1所述的方法，由回流量出发，得出可由第一燃料输送机组输送的需求量(B)。

6.按权利要求1所述的方法，高压调节的运行种类，内燃发动机的运行点和或储存箱的料位作为运行状态进行分析评估。

7.按权利要求6所述的方法，在高压调节的第一种运行种类时，影响由高压泵所输送的燃料量的第一调整构件确定了蓄压管压力。

8.按权利要求6所述的方法，在高压调节的第二种运行种类时，影响该从高压部位所排出的燃料量的第二调整构件确定了蓄压管压力。

9.按权利要求6所述的方法，在高压调节的第三种运行种类时，影响这由高压泵所输送的燃料量的第一调整构件和影响这从高压部位所排出的燃料量的第二调整构件确定蓄压管压力。

10.按权利要求6所述的方法，其特征在于，内燃发动机的运行点至少通过以下参量之一确定：喷入的燃料量，内燃发动机的转速，载荷，蓄压管压力和/或温度。

11.用于控制燃料供给系统的装置，在燃料供给系统中第一燃料输送机组(11)将燃料从储存箱(10)输送至高压泵(2)，其中由第一燃料输送机组(11)输送的燃料量中的至少一部分经过回油管路(18)作为回流量返回至储存箱(10)，其特征在于，设有这样的机构，它根据运行状态得出回流量(MR)，从回流量出发得出需求量(B)，并且触发第一燃料输送机组(11)，从而提供需求量(B)。

Images