CN102203400B

CN102203400B - 用于运行内燃机的喷射设备的方法和装置

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Publication number: CN102203400B
Application number: CN200980143952.6A
Authority: CN
Inventors: D·安内茨贝格尔; C·克莱泽; T·里德尔; W·施塔普夫; B·冯威尔曼
Original assignee: Continental Automotive GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2009-10-19
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-10-19
Also published as: DE102008055747A1; WO2010052119A1; CN102203400A; US8635989B2; DE102008055747B4; US20110213546A1

Abstract

用于运行内燃机的喷射设备的方法和装置，该喷射设备具有预输送泵（12）和布置在预输送泵（12）的液流下行方向的高压泵（14）。该方法包括下列步骤：根据预控制特性曲线族，确定预输送泵的预输送值（PRE）。以安全值（CORR_INI）来初始化修正值（CORR），该安全值（CORR_INI）被预先给定为使得预输送泵（12）的预先给定的输送特性的位于预先给定容差范围之内的偏差被这样补偿，即使得确保预输送泵（12）的足够的输送能力。根据喷射设备的如下参量对修正值（CORR）进行匹配：该参量的值或值分布曲线表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）是否能够被达到，更确切地说，只要该值表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）能够被达到，则减小预输送泵的输送能力。

Description

用于运行内燃机的喷射设备的方法和装置

技术领域

本发明涉及用于运行内燃机的喷射设备的一种方法和一种装置。

背景技术

使用近年来被越来越多地实施为所谓的“Common-Rail（共轨）”设备的喷射设备以喷射燃料到内燃机、尤其是柴油内燃机的燃烧室中。在这些喷射设备中，从共同的燃料储存器、共轨中，给布置在燃烧室中的注入器供应燃料。要喷射的燃料在此在直至超过2000巴的压力下存在于燃料储存器中。

内燃机的喷射设备通常具有不同的泵，借助于这些泵来输送燃料，以便引入到内燃机的燃烧室中。内燃机的这样的喷射设备对于用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中所需的喷射压力的精度提出了高的要求。

这是特别重要的，因为在布置在汽车中的内燃机的允许的有害物排放方面公布了越来越严格的法规。这些法规使得有必要采取通过其降低有害物排放的各种不同的措施。因此例如炭黑的形成强烈地与内燃机的各汽缸中的空气/燃料混合物的制备有关。在此，如果可以非常精确地喷射燃料到汽缸中，则对于降低有害物排放是有利的。

从EP 1 296 060 B1中公开了内燃机的一种具有预输送泵（Vorf?rderpumpe）的喷射设备，利用该预输送泵可以将燃料从燃料箱中输送到高压泵的吸入侧。从液压上讲连接在预输送泵后面的高压泵然后将燃料输送到燃料储存器中，从这里出发，燃料于是可以在与燃料储存器在液压上耦合的注入器处被分配。在适当地操控高压泵的情况下，可以在燃料储存器中达到预先给定的、与内燃机的运行参数有关的压力。

发明内容

本发明的任务是提出用于运行内燃机的喷射设备的一种方法和一种装置，利用该方法和该装置以简单的方式实现对内燃机的燃料的精确和可靠的计量，并且实现喷射设备的简单的构造。

通过独立权利要求的特征解决该任务。在从属权利要求中表明本发明的有利的扩展方案。

本发明的特点在于用于运行内燃机的喷射设备的一种方法和一种相应的装置，该喷射设备具有用于从燃料箱中输送燃料的预输送泵和布置在预输送泵的液流下行方向的用于将燃料输送到燃料储存器中的高压泵。该方法包括以下的步骤：根据预控制特性曲线族，确定与内燃机的至少一个运行参量有关的预输送值。以安全值来初始化预输送泵的修正值，该安全值被预先给定为使得预输送泵的预先给定的输送特性的位于预先给定容差范围之内的偏差被这样补偿，即使得确保预输送泵的足够的输送能力。根据预输送值和修正值来操控预输送泵，以及根据喷射设备的如下参量将修正值在其对于预输送泵的输送特性的作用方面进行匹配：该参量的值或值分布曲线表示燃料储存器中的所希望的压力是否能够被达到，更确切地说，只要该值表示燃料储存器中的所希望的压力被达到，则减小预输送泵的输送能力。

就这点而言，通过减小预输送泵的输送能力一直改变修正值，直至喷射设备的其值或值分布曲线表示燃料储存器中的所希望的压力能够被达到的参量展示出一种特性，该特性表明，燃料储存器中的燃料正好还以足够的量和以足够的压力供用于喷射到内燃机中使用。

这所具有的优点是，可以以简单的方式将预输送泵在其输送特性方面与喷射设备的要求相匹配。由于恰好如刚好还对于喷射设备的可靠运行所需的那样来匹配修正值，可以在能量上有利的输送范围中运行预输送泵，而不必由预输送泵以不必要的方式输送附加的燃料。

根据一种有利的实施形式，喷射设备的其值或值分布曲线表示燃料储存器中的所希望的压力是否能够被达到的参量，是燃料储存器中的压力的所确定的与时间有关的分布曲线，并且该值一直表示压力的额定值的预先给定的偏差没有被超过。这是有利的，因为通过使用无论如何在喷射设备中所需的压力传感器而可以舍弃用于控制和/或调节预输送泵的另外的传感器。

根据另一有利的实施形式，喷射设备具有从液压上讲布置在预输送泵与高压泵之间的体积流量控制阀，利用该体积流量控制阀可以调节从预输送泵进入高压泵的燃料流。喷射设备的其值或值分布曲线表示燃料储存器中的所希望的压力是否能够被达到的参量，是体积流量控制阀的调节参量的对于高压泵的燃料要求为代表性的值的与时间有关的分布曲线，并且该值一直表示没有离开体积流量控制阀的调节参量的预先给定的值范围。这是有利的，因为通过使用无论如何在喷射设备中所需的体积流量控制阀的操控信号而可以舍弃用于控制和/或调节预输送泵的另外的传感器。

根据另一有利的实施形式，在内燃机的空载运行期间，将修正值在其对于预输送泵的输送特性的作用方面进行匹配。这所具有的优点是，在空载运行中存在内燃机的稳定的运行条件，并且因此可以特别简单和准确地匹配修正值。

根据另一有利的实施形式，在内燃机的满载运行期间，将修正值在其对于预输送泵的输送特性的作用方面进行匹配。这所具有的优点是，在满载运行中，测量参量的值的分布曲线或喷射设备的表示输送燃料到燃料储存器中的度量的调节参量的值的分布曲线，特别敏感地对于修正值的变化做出反应，并因此可以特别准确地匹配修正值。

附图说明

以下借助示意图详细阐述本发明的实施例。

图1示出具有控制单元的内燃机的喷射设备的框图，

图2示出用于控制内燃机的喷射设备的程序的一个流程图，和

图3示出用于控制内燃机的喷射设备的程序的另一流程图。

具体实施方式

图1中所示的内燃机的喷射设备具有燃料箱10，从该燃料箱10中借助于预输送泵12来输送燃料。预输送泵12优选实施为叶片泵（Flügelzellenpumpe）。但是也可以将另一泵类型——例如齿轮泵或摆线泵采用于预输送。可以采用电气运行的预输送泵12，由此对预输送泵12的输送能力的控制可以与另外的泵的输送能力无关。在这里所示的优选的实施形式中，预输送泵12是所谓的内置泵，也就是说，该预输送泵12布置在燃料箱10之内，并优选例如被构造为潜入泵。

在预输送泵的液流下行方向布置了用于将燃料输送到燃料储存器16中的高压泵14。燃料储存器16通过燃料储存器输送管路44与高压泵14液压耦合。高压泵14可以优选地被构造为径向活塞泵或构造为具有多个缸体单元的单列活塞泵，如它们被公知用在内燃机的喷射设备中那样。

此外，燃料储存器16通过管路与一个注入器18或多个注入器18液压耦合。给注入器18中的每一个分配内燃机的燃烧室，并且每一个注入器18可以被操控为使得将燃料喷射到该燃烧室中。应借助于注入器18喷射到内燃机的燃烧室中的燃料可以通过高压泵14达到比较高的喷射压力。

可以由注入器18将多余的燃料通过注入器回流管路46引回燃料箱10。

在预输送泵12与高压泵14之间布置了体积流量控制阀22，利用该体积流量控制阀22可以调节从预输送泵12进入到高压泵14的燃料流。在预输送泵12与体积流量控制阀22之间布置了温度传感器24。借助于该温度传感器24和通过其可以确定燃料储存器16中的燃料压力p的压力传感器26以及必要时根据另外的输入参量，可以将体积流量控制阀22操控为使得可以在低压侧控制输送给高压泵14的燃料流量。

燃料储存器16借助于储存器回流管路42与压力调节阀28连接，该压力调节阀28例如可以根据由压力传感器26所确定的燃料储存器16中的燃料压力p来操控。在超出燃料储存器16中的预先给定的燃料压力的情况下，压力调节阀28可以打开，并且由高压泵14所输送的燃料的一部分可以通过储存器回流管路42引回到燃料箱10中。

在预输送泵12的液流下行方向，分流有在输出侧流入高压泵14的壳体中的冲洗管路29，从而可以在运行期间用燃料冲洗高压泵14的壳体。因此可以实现高压泵14的冷却和润滑。该用于冲洗目的的燃料随后可以从高压泵14的壳体通过冲洗回流管路36被引回到燃料箱10中。

为了防备在燃料流中随带的颗粒或为了析出水，在预输送泵12的液流上行方向布置了过滤器38。在过滤器38中或在该过滤器38的附近布置了温度传感器24，利用该温度传感器24可以确定对于过滤器38为代表性的温度。

优选将冲洗回流管路36、储存器回流管路42和注入器回流管路46引回燃料箱10。

内燃机的喷射设备包括控制单元50。该控制单元50具有可以检测不同测量参量并且分别确定这些测量参量的值的传感器。控制单元50根据测量参量中的至少一个来确定调节参量，这些调节参量于是可以借助于相应的伺服驱动被转换成用于控制执行机构的一个或多个调节信号。执行机构例如是预输送泵12和体积流量控制阀22，传感器例如是温度传感器24和压力传感器26。也可将控制单元50称作为用于运行内燃机的喷射设备的装置。

以下将简短说明喷射设备的功能：

预输送泵12输送来自燃料箱10的燃料。然后，燃料通过温度传感器24和过滤器38到达体积流量控制阀22。由体积流量控制阀22给高压泵14提供如燃料储存器16所需的那样多的燃料。借助于高压泵14将燃料通过燃料储存器输入管路44供应给燃料储存器16。从燃料储存器16中给注入器18输送燃料，并且由这些注入器18喷射到内燃机的燃烧室中。

在燃料储存器16中所需的燃料压力p由储存器回流管路42中的压力调节阀28来调节。如果燃料储存器16中的燃料压力p过于强烈地上升，或者如果应该有针对性地减小燃料储存器16中的燃料压力p，则可以借助于压力调节阀28通过储存器回流管路42从燃料储存器16中放出燃料。

图2和3中示意性地示出用于控制用于运行内燃机的喷射设备的装置的程序，这些程序优选存储在控制单元50的存储介质上。这些程序用来将预输送泵12的修正值CORR匹配为使得燃料储存器16中的燃料流如此高，使得该燃料流恰好还足够将燃料储存器16中的燃料以足够的压力供注入器18用于喷射到内燃机中。

在图2中所示的程序优选在步骤S10中开始，在该步骤S10中必要时对变量进行初始化。这优选在内燃机投入运行时发生。

在步骤S12中，从预控制特性曲线族中确定出与内燃机的至少一个运行参量有关的预输送值PRE，并且以安全值CORR_INI来初始化该修正值CORR。预输送值PRE存放在控制单元50的预控制特性曲线族中，安全值CORR_INI是预输送泵12的安全参量。该安全参量被构造为使得预输送泵12的预先给定的输送特性的位于特定预先给定容差范围内的偏差得到补偿，从而还确保了预输送泵12的足够的输送能力。安全值CORR_INI例如考虑到不同预输送泵的杂散（Streuung），尤其是考虑到在喷射设备的运行中的动态情况或电压波动。

在步骤S14中检查：对于当前修正值CORR来说，对于燃料储存器16为代表性的燃料压力p是否大于对于燃料储存器16为代表性的燃料压力的预先给定的阈值p_THD。如果满足步骤S12的条件，则继续在步骤S16中的处理。如果没有满足步骤S14的条件，也就是说，对于燃料储存器16为代表性的燃料压力p经受了跌落，使得对于燃料储存器16为代表性的燃料压力p至少暂时小于对于燃料储存器16为代表性的燃料压力的预先给定的阈值p_THD，则在步骤S18中继续处理。

在步骤S16中，根据修正值CORR和燃料压力p将修正值CORR改变为使得预输送泵12的输送能力被减小。随后在步骤S14中继续处理。

在步骤S18中确定所匹配的修正值CORR_AD，其方式是将当前的修正值CORR分配给该匹配的修正值CORR_AD。在该匹配的修正值CORR_AD的情况下，燃料储存器16中的燃料流如此高，使得该燃料流恰好还足够将燃料储存器16中的燃料以足够的压力供注入器18用于喷射到内燃机中。随后在步骤S20中继续该程序的处理。

在步骤S20中该程序结束。优选在内燃机的运行期间有规则地执行该程序一次。

在图3中所示的程序优选在步骤S110中开始，在该步骤S110中必要时对变量进行初始化。这优选在内燃机投入运行时发生。

在步骤S112中，从预控制特性曲线族中确定出与内燃机的至少一个运行参量有关的预输送值PRE，并且以安全值CORR_INI来初始化该修正值CORR。

在步骤S114中检查：对于当前的修正值CORR来说，体积流量控制阀22的调节参量的值FUEL_REQ是否小于体积流量控制阀22的调节参量的预先给定的阈值FUEL_REQ_THD。如果满足步骤S112的条件，则在步骤S16中继续处理。如果没有满足步骤S114的条件，也就是说，体积流量控制阀22的调节参量的值FUEL_REQ至少暂时地大于体积流量控制阀22的调节参量的预先给定的阈值FUEL_REQ_THD，则在步骤S118中继续处理。

在步骤S116中，根据修正值CORR和燃料压力p将修正值CORR改变为使得预输送泵12的输送能力被减小。随后在步骤S114中继续处理。

在步骤S118中确定说匹配的修正值CORR_AD，其方式是将当前的修正值CORR分配给该匹配的修正值CORR_AD。随后在步骤S120中继续该程序的处理。

在步骤S120中该程序结束。优选在内燃机的运行期间有规则地执行该程序一次。

优选在内燃机的满载运行、推动运行或空载运行期间进行对修正值CORR的匹配以达到匹配的修正值CORR_AD。

通过确定匹配的修正值CORR_AD，可以将预输送泵12的安全裕量保持得尽可能小，在此实现了喷射设备的可靠的运行，并且仍然达到预输送泵12的能量优化。

Claims

1.一种用于运行内燃机的喷射设备的方法，该喷射设备具有用于从燃料箱（10）中输送燃料的预输送泵（12）和布置在预输送泵（12）的液流下行方向的用于将燃料输送到燃料储存器（16）中的高压泵（14），

其中该方法包括以下的步骤：

- 根据预控制特性曲线族，确定与内燃机的至少一个运行参量有关的预输送值（PRE），

- 以安全值（CORR_INI）来初始化预输送泵（12）的修正值（CORR），该安全值（CORR_INI）被预先给定为使得预输送泵（12）的预先给定的输送特性的位于预先给定容差范围之内的偏差被这样补偿，即使得确保预输送泵（12）的足够的输送能力，

- 根据预输送值（PRE）和修正值（CORR）来操控预输送泵（12），和

- 根据喷射设备的如下参量将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配：该参量的值或值分布曲线表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）是否能够被达到，只要该值表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）被达到，则通过减小预输送泵（12）的输送能力将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配。

2.根据权利要求1所述的用于运行内燃机的喷射设备的方法，其中喷射设备的其值或值分布曲线表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）是否能够被达到的参量是燃料储存器（16）中的压力（p）的所确定的与时间有关的分布曲线，并且该值一直表示与压力的额定值的预先给定的偏差没有被超过。

3.根据权利要求1所述的用于运行内燃机的喷射设备的方法，其中所述喷射设备具有从液压上讲布置在预输送泵（12）与高压泵（14）之间的体积流量控制阀（22），利用该体积流量控制阀（22）能够调节从预输送泵（12）进入高压泵（14）的燃料流，

其中喷射设备的其值或值分布曲线表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）是否能够被达到的参量是体积流量控制阀（22）的调节参量的对于高压泵（14）的燃料要求为代表性的值（FUEL_REQ）的与时间有关的分布曲线，并且该值一直表示没有离开体积流量控制阀（22）的调节参量的预先给定的值范围。

4.根据以上权利要求之一所述的方法，其中在内燃机的空载运行期间，将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配。

5.根据权利要求1至3之一所述的方法，其中在内燃机的满载运行期间，将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配。

6.一种用于运行内燃机的喷射设备的装置，该喷射设备具有用于从燃料箱（10）中输送燃料的预输送泵（12）和布置在预输送泵（12）的液流下行方向的用于将燃料输送到燃料储存器（16）中的高压泵（14），

其中该装置被构造用于：

- 根据喷射设备的如下参量将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配：该参量的值或值分布曲线表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）是否能够被达到，只要该值表示燃料储存器（16）中的所希望的压力（p）被达到，则通过减小预输送泵的输送能力将修正值（CORR）在其对于预输送泵（12）的输送特性的作用方面进行匹配。