CN101983284A - 用于控制燃料计量系统的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于控制燃料计量系统的方法及装置。该燃料计量系统包括至少一个用于将燃料喷射到内燃机中的喷射器(151，152，153)。所述至少一个喷射器被施加一个电流值，根据该电流值来确定轨压的值。

Description

用于控制燃料计量系统的方法及装置
技术领域
本发明涉及根据独立权利要求的类型的一种装置及方法。
背景技术
由DE 19626689公知了一种用于监测喷射系统的方法及装置。在那里描述了所谓的共轨系统，在该系统中至少一个喷射器将来自高压区域的燃料喷射到内燃机的燃烧室中。高压区域的压力可借助至少一个调节部件来控制。此外通常设有一个传感器，借助它检测高压区域中的压力。高压区域中的压力检测是以这样的背景进行的：将轨压-也称为高压区域中的压力-调节到一个预定值上。接着需要该轨压来实行精确的燃料计量。
在轨压传感器故障时通常采取适当的措施。如果出现这种故障，通常将高压泵置于“全力输送”模式。由此通常在高压区域中调节到一个过压。该过压将导致一个压力限制阀的打开，当高压区域中超过一定的轨压时该压力限制阀打开通向低压区域的连接。压力限制阀的打开压力典型地超过最大系统压力200至400巴。在压力限制阀打开后几乎与高压泵的输送功率无关地调节到约700巴的轨压。因此即使没有轨压传感器整个喷射系统也处于一个确定的状态中及供应急运行用。
在确定的工作状态中或在压力限制阀故障情况下可出现：压力限制阀不打开。这将引起轨压升高的后果。这种升高的轨压又将导致损坏、尤其喷射器的损坏。
轨压是一个对于内燃机的控制所需的重要参数。因此除轨压传感器的输出信号外再提供另一轨压信号是有利的。
发明内容
通过根据施加给至少一个喷射器的电流值来确定轨压的值，可提供另一轨压信号。该轨压信号可用于轨压传感器信号的可信性识别和/或当轨压传感器故障时的替代值。
根据本发明认识到：喷射器释放喷射时的电流值与轨压是相关的。在本发明的一个特别有利的构型中检验：是否发生喷射。根据是否发生喷射与对喷射器进行控制的电流值得出轨压的值。
在第一实施形式中为此从一个不发生喷射的电流值出发一直改变、尤其提高施加给喷射器的电流值直到发生喷射。然后根据发生喷射时的电流值来确定轨压的值。
在第二实施形式中为此从一个发生喷射的电流值出发一直改变、尤其减小施加给喷射器的电流值直到不发生喷射。然后根据不发生喷射时的电流值来确定轨压的值。
在另一实施形式中，当识别出了轨压传感器的故障时这样地控制用于控制燃料压力的调节部件，使得轨压升高。此外用一个减小了的电流值进行喷射器的控制。检验是否发生喷射及根据该检验导入一个应急运行。通过该方案可作到可靠的故障识别、尤其压力限制阀的故障识别。此外允许一个可靠的应急运行。借助根据本发明的方案可识别：系统是否工作在约700巴的轨压上及压力限制阀是否打开。
对于压力限制阀的当前状态和/或对当前轨压值的识别则可用来作为以下决定的基础：是否允许应急运行或是否必需使发动机停机。在轨压传感器故障时如果没有上述间接确定轨压的可能性，则需要用极限模型进行系统的个别定标。
特别有利的是，这样求得的轨压估计值也可用于其它目的。例如可用该轨压估计值来控制内燃机。
若仅这样才可确定用于应急运行的可能范围。除了用于标定及极限模型的项目专用的附加多用成本外也使应急运行受到极大限制及不能检测真实的行驶状态，而仅是从系统的最坏情况考虑出发。
特别有利的是，仅当轨压传感器被识别为有故障时才采取所述措施。其中估计值的测定也可与轨压传感器是否被识别为有故障无关地求得。
有利地，当不发生喷射时导入应急运行。发生喷射则指示：压力未下降，因为压力限制阀未打开。喷射的发生可用小的成本可靠地识别。对发生喷射的一种特别简单的识别可借助转速信号作出，因为通常在所使用的控制装置中转速信号已存在。
本发明的实施例被表示在附图中及在以下的说明中对其进行详细的描述。
附图说明
图1表示一个燃料计量系统的主要单元的框图，及
图2表示根据本发明的方案的一个流程图。
具体实施方式
图1中以框图表示一个燃料计量系统的主要部件。用标号100指示一个控制单元。该控制单元通过一个控制信号A来控制一个调节部件110以控制燃料压力P。在该实施例中该调节部件涉及一个所谓的压力调节阀。该压力调节阀使一个高压区域120与一个低压区域130连接。此外可考虑，调节部件110构造成可控制的高压泵。在此情况下该高压泵将燃料由低压区域130输送到高压区域120。通过一个电磁阀的相应控制可控制被输送的量及由此控制高压区域中的压力。
传感器140检测高压区域中压力的当前值，该压力在下面被称为轨压P。传感器140在下面也被称为轨压传感器。传感器140的相应信号送达控制单元100。控制单元根据其它未示出的各个信号来计算用于加载喷射器151，152及153的控制信号。这些喷射器根据相应的控制信号在一个确定的时刻上对内燃机配给一定的燃料量。在该图中仅表示出三个喷射器及三个汽缸。根据本发明的方案可被使用在任意汽缸数目的情况下。
此外设有一个压力限制阀160，它使高压区域120与低压区域130连接。在常规情况下该阀关闭及中断此连接。如果高压区域120中的压力超过一个确定的值，则该压力限制阀160打开及使高压区域中的压力下降到一个确定的值上。
通过喷射器电流电平、即喷射器151至153被通电的电流值的下降可使打开的电磁铁力下降及由此使喷射量下降。在此情况下得到一个电流电平，在该电流电平时打开力及关闭力保持平衡。这就是说，主要通过轨压确定的液压力，及主要通过电流确定的电磁铁力以及由安装在喷射器中的弹簧施加的弹簧力保持平衡。如果低于该边界电流电平，即流过喷射器的电流下降到一个较小值上，则不发生喷射。由电流下降产生的量改变，尤其喷射的停止，可借助转速信号来识别。
现在根据本发明现在设置了以下的方案。当识别出轨压传感器140的故障时，调节部件110被这样地控制，使得轨压升高。尤其提出：高压泵被这样地控制，以致它输送最大可能的量。这将导致压力限制阀160的打开。这就是说，在高压泵全力输送后的一定的等待时间后一个或多个喷射器将以减小的电流来控制。如果发生喷射，则识别出高于一个值的轨压，该值通常在压力限制阀打开时出现。这就是说，识别出了压力限制阀未打开。在此情况下不可能进行应急运行，则关闭内燃机。如果不发生喷射，这就是说转速下降，这意味着，压力限制阀已打开，则内燃机能以应急运行继续工作。
这意味着，如果发生喷射，则使用一个值作为轨压的估计值，该值大于压力限制阀打开时的值。如果不发生喷射，则使用一个值作为轨压的估计值，该值通常在压力限制阀打开时出现。该值优选在600至800巴的范围中。
该方案在下面详细地表示在图2中。在第一步骤200中识别出一个故障的轨压传感器。在现有技术中已公知了这种故障轨压传感器怎样可被识别的各种方案。例如可考虑，检验轨压信号是否在确定的值范围以外。如果识别出这样的故障，则同时地这样控制调节部件110，以使得压力升高。询问步骤210检验：一个确定的等待时间是否已期满。如果没有，则重新进行该询问。如果等待时间已期满，则进行步骤220。该等待时间被这样地限定，以致压力升高及压力限制阀被打开。在步骤220中对喷射器施加一个减小的电流。该电流被这样地选择，即随着压力限制阀的打开该电流使喷射阀保持关闭及当轨压升高时使其打开。这就是说，这样地选择电流电平，以致在轨压降低到1000巴以下时该阀保持关闭及不进行喷射；而在常规工作中出现的超过1500巴的通常轨压时，进行喷射。接着的询问步骤230将检验：自从用减小的电流控制喷射器以来内燃机的转速是否下降了。如果情况是这样，则在步骤240中识别出：轨压已下降，及压力限制阀已打开。在此情况下将在步骤240中导入应急运行。此外使用一个值作为轨压的估计值，该值是在压力限制阀打开时出现的。该值尤其在700巴的范围中。如果相反地询问步骤230识别出：未发生转速的下降，即喷射继续在进行，则由此推断出：轨压未下降及压力限制阀未打开。在此情况下将在步骤250中关闭内燃机。此外使用一个值作为轨压的估计值，该值大于压力限制阀打开时的值。
这意味着，在轨压传感器出现明显误差时这样地控制调节部件110，以使轨压上升。在一个等待时间期满后用一个减小的电流电平控制喷射器。根据是否发生喷射而定，导入内燃机的应急运行或内燃机的关闭。尤其当轨压传感器损坏时采取该措施。发生喷射或不发生喷射将借助转速信号来识别。尤其当电流电平减小喷射器不发生喷射时导入应急运行。而当电流电平减小，发生喷射时使内燃机关闭。
在图2中表示本发明的一个专门的实施形式。根据本发明将鉴别：基于对电磁阀喷射器施加的电流值可推断出轨压的值。这是基于这样的认识来确立的，即电磁铁力逆着与轨压相关的液压力的方向工作。这意味着基于喷射器释放喷射时的电流值可推断出轨压。由此提供了另一轨压信号。该信号可被用作轨压信号的可信性识别和/或当轨压传感器故障时的替代值。检验是否发生喷射。根据是否发生喷射及对喷射器进行控制的电流值将得到轨压的值。
在一个第一实施形式中对施加给喷射器的电流值从一个不发生喷射的电流值开始一直变化到、尤其升高到发生喷射的电流值。然后基于该发生喷射的电流值来确定轨压。
在一个第二实施形式中对施加给喷射器的电流值从一个发生喷射的电流值开始一直变化到、尤其减小到不发生喷射的电流值。然后基于该不发生喷射的电流值来确定轨压。
图3中表示根据本发明的方案的一个优选的实施形式。在第一步骤300中识别一个运行状态，在该运行状态中求得轨压是可能的和/或必需的。如果是该情况，则在步骤300中将对喷射器进行控制的电流值置于一个起始值上。该起始值例如这样来选择，即不发生喷射。
在接下来的步骤310中以一个小的值来增高起始值。接着的询问步骤320将检验：是否发生喷射。如果不是该情况，则重新执行步骤310。优选借助转速信号来识别喷射。
如果识别出发生喷射，则在步骤330中根据在电流升高后首次发生喷射时的当前电流确定出轨压。这例如这样来实现：由一个特性曲线或一个特性曲线组根据电流值读出轨压。当确定轨压还涉及其它参数时，使用特性曲线组。
通常对每个内燃机的汽缸配置一个喷射器。根据本发明的方案可在所有喷射器上、部分数量的喷射器上或仅在其中一个喷射器上实施。
如果在运行进行中实施该方法，则基于喷射器电流的减小所缺失的喷射将导致声音的异常或干扰的噪音。因此优选电流值由一个发生喷射的值下降到一个不发生喷射的值上。
为了减小不希望的噪音可实行以下两个措施作为特别有利的构型。
在这两个措施中提出：使用一个对噪音最优化的喷射模式；及仅在部分喷射时进行电流下降，这对噪音的发生没有显著的影响。
例如可考虑：预喷射被分成两个部分喷射。喷射滞后点还向后移动。此外控制电流仅在两个预喷射的一个部分喷射时下降。优选电流下降在两个预喷射的第二个时发生。第二预喷射的缺失不引起显著噪音，因为仍存在第一预喷射。但缺少的喷射量可根据产生的转矩亏损来检测。
变换地可考虑：主喷射被分成两个部分喷射。此外控制电流仅在两个主喷射的一个部分喷射时下降。优选电流下降在两个主喷射的第二个时发生。对噪音形成起主导作用的、汽缸中的压力上升未受干扰地存在。在取消第二主喷射时仅失去汽缸压力变化曲线的后部分。
图4中表示根据本发明方案的另一优选实施形式。在第一步骤400中识别一个运行状态，在该运行状态中求得轨压是可能的和/或必需的。如果是该情况，则在步骤400中将对喷射器进行控制的电流值置于一个起始值上。该起始值尤其这样来选择，使得发生喷射。
接下来的询问步骤402将检验：对喷射器进行控制的电流值IP是否大于一个临界电流值IPK。该临界电流值相应于在相应的轨压下刚好还能够喷射的电流值。如果询问步骤402识别出：该电流值小于临界电流值，则该程序在步骤404上以这样的结果结束：该轨压信号及电流值是可信的。
如果该电流值不小于临界电流值IPK，则重新进行步骤410。
在步骤410上使起始值减小一个小的值。这样地选择临界电流值，以致在正确压力值情况下在下次控制时仍发生喷射。
接着的询问步骤420检验：是否发生喷射。如果是该情况，则重新进行步骤402。优选借助转速信号进行喷射的识别。
如果识别出不发生喷射则在步骤403中识别出：轨压传感器指示了一个过高的值。
以下所述的方案如下地使压力值的可信性成为可能：轨压传感器指示过小的值。这意味着指示过低信号的轨压传感器是通过压力限制阀的打开作出指示。该方案在具有压力限制阀的系统中是有利的。轨压传感器总是由大于该临界电流值的电流而变得可信。因此保证真实的轨压总是大于或等于属于临界电流值IPK的压力值。由此保证向“下”的可信性。不发生喷射仅对于轨压传感器指示过高压力的故障情况出现。
在该构型中根据本发明考虑：这样地选择对喷射器进行控制的电流值，使得在无故障的运行时总是发生喷射。
轨压传感器指示过小压力的故障情况将借助压力限制阀来识别。如果物理压力相应于远高于由轨压传感器指示的值，则在具有高轨压给定值的行驶状态中压力限制阀打开。该压力限制阀的打开将通过一个相应的功能来指示。在具有高轨压给定值的工作状态中压力限制阀的打开将被解释为压力传感器的故障。
仅当可信性识别出故障时，才出现内燃机的噪音的改变。在无故障运行时不出现附加的噪音发生。

Claims (14)

1.用于控制燃料计量系统的方法，其中该燃料计量系统包括至少一个用于将燃料喷射到内燃机中的喷射器(151，152，153)，所述至少一个喷射器被施加一个电流值，其特征在于：至少根据该电流值来确定轨压的值。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述至少一个喷射器被施加一个确定的电流值，检验是否发生喷射，根据该检验与所述电流值确定出所述轨压的值。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述电流值从一个不发生喷射的电流值起发生变化，检验是否进行喷射，根据进行喷射时的电流值来确定所述轨压的值。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于：所述电流值从一个发生喷射的电流值起发生变化，检验是否进行喷射，根据不再进行喷射时的电流值来确定所述轨压的值。
5.根据权利要求2或4的方法，其特征在于：这样地选择所述电流值，以致在无故障运行时总是发生喷射。
6.根据权利要求1的方法，其特征在于：在识别出了轨压传感器(140)的故障时这样地控制用于控制燃料压力的调节部件(110)，使得所述轨压(P)升高，用一个减小了的电流值进行所述至少一个喷射器(151，152，153)的控制，检验是否发生喷射，根据该检验导入一个应急运行和/或确定所述轨压的估计值。
7.根据权利要求6的方法，其特征在于：这样地控制所述调节部件(110)，以致所述轨压(P)升高。
8.根据权利要求6的方法，其特征在于：当不发生喷射时导入应急运行。
9.根据权利要求1的方法，其特征在于：借助转速信号来识别喷射。
10.根据权利要求6的方法，其特征在于：这样地选择所述减小了的电流值，使得在通常的轨压下发生喷射，而在降低的轨压下不发生喷射。
11.根据权利要求6的方法，其特征在于：这样地选择所述减小了的电流值，使得在通常的轨压下发生喷射，而在压力限制阀打开时不发生喷射。
12.根据以上权利要求中任一项的方法，其特征在于：使用对噪音最优化的喷射模式。
13.根据以上权利要求中任一项的方法，其特征在于：仅在一个部分喷射时减小电流。
14.用于控制燃料计量系统的装置，其中所述燃料计量系统包括至少一个用于将燃料喷射到内燃机中的喷射器(151，152，153)，该装置设有对所述至少一个喷射器施加一个电流值的器件，其特征在于：设有至少根据该电流值来确定轨压的值的器件。
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