CN102575609B - 用于在内燃机的共轨喷射系统中调节轨道压力的方法 - Google Patents

用于在内燃机的共轨喷射系统中调节轨道压力的方法 Download PDF

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Abstract

提出一种用于控制和调节内燃机(1)的方法，在该方法中，在轨道压力调节回路中通过作为第一压力控制元件的低压侧的抽吸节流件(4)调节轨道压力(pCR)。本发明的特征在于，通过作为第二压力控制元件的高压侧的压力调节阀(12)产生轨道压力干扰量(VDRV)以用于影响轨道压力(pCR)，通过高压侧的压力调节阀(12)将燃料从轨道(6)中调控到燃料箱(2)中，并且凭借以下方式通过PWM信号(PWMDV)确定高压侧的压力调节阀(12)的状态，即，在设置为正常功能时取决于合成的理论体积流量计算PWM信号(PWMDV)以及在设置为保护功能时将PWM信号(PWMDV)临时设置成最大值。

Description

用于在内燃机的共轨喷射系统中调节轨道压力的方法
技术领域
本发明涉及一种用于控制和调节内燃机的方法。
背景技术
在带有共轨系统的内燃机中，决定性地通过在轨道(Rail)中的压力水平确定燃烧的质量。因此，为了遵守法律规定的排放值，调节轨道压力(Raildruck)。典型地，轨道压力调节回路包括用于确定调节偏差的比较部(Vergleichsstelle)、用于计算调整信号(Stellsignal)的压力调节器(Druckregler)、受控系统(Regelstrecke)以及用于计算实际轨道压力的在反馈支路(Rückkopplungszweig)中的软件滤波部(Softwarefilter)。从理论轨道压力中计算相对于实际轨道压力的调节偏差。受控系统包括压力控制元件(Druckstellglied)、轨道以及用于将燃料喷射到内燃机的燃烧室中的喷射器。
从文件DE 197 31 995 A1中已知带有压力调节的共轨系统，在其中，压力调节器配有(bestücken)不同的调节参数。通过不同的调节参数，压力调节应更稳定。另一方面，取决于运行参数(在此：发动机转速和理论喷射量)计算调节参数。之后，压力调节器根据调节参数计算用于压力调节阀的调整信号，通过其确定从轨道进入到燃料箱中的燃料流出。由此，压力调节阀布置在共轨系统的高压侧上。在这一发明点(Fundstelle)上，电的预供给泵(Vorförderpumpe)或可控的高压泵指明作为备选的用于压力调节的措施。
同样文件DE 103 30 466 B3描述了带有压力调节的共轨系统，然而在其中，压力调节器通过调整信号作用到抽吸节流件(Saugdrossel)上。另一方面通过抽吸节流件确定到高压泵的流入横截面。因此，抽吸节流件布置在共轨系统的低压侧上。补充地，在该共轨系统中还可设置作为防止过高的轨道压力的保护措施的被动的压力限制阀。那么，通过打开的压力限制阀将燃料从轨道中导出到燃料箱中。从文件DE 10 2006 040 441 B3中已知带有被动的压力限制阀的相应的共轨系统。
与结构类型相关地，在共轨系统中出现控制漏损(Steuerleckage)和恒定漏损。那么，当电地操控喷射器时，也就是说在喷射持续时间期间，控制漏损起作用。因此，随着喷射持续时间减小控制漏损也减小。恒定漏损始终起作用，也就是说，即使当不操控喷射器时。恒定漏损也通过构件公差引起。由于恒定漏损随增加的轨道压力而增加，并且随着下降的轨道压力而下降，减弱(bedämpfen)在轨道中的压力波动。在控制漏损中，表现为与之相反。如果轨道压力升高，则为了表现恒定的喷射量，喷射持续时间缩短，其结果为下降的控制漏损。如果轨道压力下降，则相应地增加喷射持续时间，其结果为增加的控制漏损。因此控制漏损导致，增强在轨道中的压力波动。控制漏损和恒定漏损表现为损失体积流量，由高压泵输送和压缩该损失体积流量。但是该损失体积流量导致，高压泵必须设计得比所必要的更大。此外，高压泵的驱动能的一部分转化成热，这另一方面引起加热燃料并且引起内燃机的效率降低。
为了减小恒定漏损，在实际中将构件相互浇铸在一起。然而，恒定漏损的减小具有的缺点为，使共轨系统的稳定性能变差，并且使压力调节更困难。这在低负载区域(Schwachlastbereich)中是明显的，因为在此喷射量(即，提取的燃料体积)非常小。同样，在从100%负载到0%负载的甩负荷(Lastabwurf)时这同样是明显的，因为在此喷射量减小到零，并且因此仅仅缓慢地重新建立轨道压力。这另一方面导致长的调节时间(Ausregelzeit)。
发明内容
从带有通过低压侧的抽吸节流件进行的轨道压力调节和带有减小的恒定漏损的共轨系统出发，本发明的目的为，优化稳定性能和调节时间。
该目的通过根据本发明的用于控制和调节内燃机的方法实现，在方法中，在轨道压力调节回路中通过作为第一压力控制元件的低压侧的抽吸节流件调节轨道压力，
其特征在于，通过作为第二压力控制元件的高压侧的压力调节阀产生轨道压力干扰量以用于影响轨道压力，通过高压侧的压力调节阀将燃料从轨道中调控到燃料箱中，并且凭借以下方式通过PWM信号确定高压侧的压力调节阀的状态，即，在设置为正常功能时取决于合成的理论体积流量计算PWM信号以及在设置为保护功能时将PWM信号临时设置成最大值；
当识别出发动机停止时，设置停止功能，其中，在已设置为停止功能的情况下，以值零给出PWM信号；
当实际轨道压力超过初值并且识别出已证实的发动机转速时，取消停止功能并且设置正常功能；
当动态轨道压力超过最大压力值并且启动保护功能(记号=0)时，设置保护功能。。
该方法在于，除了通过作为第一压力控制元件的低压侧的抽吸节流件进行轨道压力调节外，通过作为第二压力控制元件的高压侧的压力调节阀产生轨道压力干扰量(Störgröße)以用于影响轨道压力。通过高压侧的压力调节阀将燃料从轨道中调控(absteuern)到燃料箱中，其中，通过PWM信号确定高压侧的压力调节阀的状态。此外，该方法在于，在已设置(setzen)的正常功能时取决于合成的(resultierend)理论体积流量计算PWM信号，并且在已设置的保护功能时，临时(temporär)将PWM信号设置成最大值。通过保护功能暂时地从轨道中调控较大的燃料体积流量，由此，减小轨道压力的上升并且针对压力峰值保护轨道。由此，同样中断被动压力限制阀的不期望的响应，并且将其限制在实际的紧急情况中。
当动态轨道压力超过最大压力值并且启动(freigeben)保护功能时，设置保护功能。在此，如此选择最大压力值，即，在静态的运行中轨道压力达不到该压力值。通过高速滤波器从轨道压力粗值(Rohwert)中计算动态轨道压力。当预定的时间阶段(Zeitstufe)结束时，再次取消(zurücksetzen)保护功能并且由此设置正常功能。通过以下方式中断在功能之间的往复变换(Pendeln)，即，在从保护功能变回正常功能之后，保护功能保持锁止。当动态轨道压力比最大压力值低滞后值(Hysteresewert)时，才再次启动保护功能。
在一种实施方案中提出，在已设置为正常功能的情况下，当识别出发动机停止时，取消正常功能并设置停止功能，其中，在已设置为停止功能的情况下，给出为零的PWM信号。当实际轨道压力超过初值并且识别出已证实的(verifiziert)发动机转速时，也就是说，当同时识别出内燃机旋转时，进行从停止功能到正常功能中的变换。有利的是，在发动机起动时可靠地建立轨道压力。
从静态和动态理论体积流量中计算合成的理论体积流量。另一方面，通过理论体积流量特征图表(Kennfeld)取决于理论喷射量和发动机转速计算静态理论体积流量。在基于力矩的(momentenorientiert)结构中，代替理论喷射量，使用理论力矩。通过仅仅在低负载区域中且以小的量调控燃料，通过静态理论体积流量模仿恒定漏损。有利的是，不出现燃料温度的显著提高并且也不出现内燃机的效率的明显减小。例如，可从以下看出在低负载区域中的轨道压力调节回路的提高的稳定性，即，轨道压力在推动运行(Schubbetrieb)中几乎保持恒定。通过动态修正取决于理论轨道压力和实际轨道压力或从中导出的调节偏差计算动态理论体积流量。如果调节偏差为负的 (例如在甩负荷时)，通过动态理论体积流量修正静态理论体积流量。否则不改变静态理论体积流量。通过动态理论体积流量，抵抗轨道压力的压力提高，带有的优点为，可再次改进系统的调节时间。
附图说明
在图中示出优选的实施例。其中：
图1显示了系统图，
图2显示了轨道压力调节回路，
图3显示了带有控制部的轨道压力调节回路的方框图，
图4显示了计算部的方框图，
图5显示了电流调节器(Stromregler)，
图6显示了理论体积流量特征图表，
图7显示了功能状态的简图(Diagramm)，
图8显示了第一子程序，
图9显示了第二子程序，
图10显示了第三子程序，
图11显示了第一时间线图(Zeitdiagramm)，以及
图12显示了第二时间线图。
具体实施方式
图1显示了带有共轨系统的电子控制的内燃机1的系统图。共轨系统包括以下机械的构件：用于从燃料箱2中输送燃料的低压泵3、用于影响流经的燃料体积流量的可变的低压侧的抽吸节流件4、用于在压力提高的情况下输送燃料的高压泵5、用于储存燃料的轨道6以及用于将燃料喷射到内燃机1的燃烧室中的喷射器7。可选地，共轨系统也可实施成带有单个储存器，那么其中，例如在喷射器7中集成作为附加的缓冲体积的单个储存器8。设置被动的压力限制阀11作为对在轨道6中不允许的高的压力水平的保护，在打开的状态中，该压力限制阀11从轨道6中调控燃料。可电地操控的压力调节阀12同样使轨道6与燃料箱2相连接。通过压力调节阀12的状态定义这样的燃料体积流量，即，将燃料体积流量从轨道6导出到燃料箱2中。在后文中，该燃料体积流量也称为轨道压力干扰量VDRV。
通过电子的控制器(ECU)10确定内燃机1的运行方式。电子的控制器10包括微计算机系统的通常的组成部分，例如微处理器、I/O模块、缓冲器以及储存模块(EEPROM,RAM)。在储存模块中，应用以特征图表/特性曲线的形式的与内燃机1的运行相关的运行数据。电子的控制器10通过这些运行数据从输入参数中计算输出参数。在图1中示例性地示出以下输入参数：借助于轨道压力传感器9测得的轨道压力pCR、发动机转速nMOT、用于通过操作者预定功率(Leistungsvorgabe)的信号FP以及输入参数EIN。输入参数EIN总结为其它传感器信号，例如废气涡轮增压器的增压空气压力。在带有单个储存器8的共轨系统中，单个储存器压力pE为电子的控制器10的附加的输入参数。
在图1中作为电子的控制器10的输出参数示出用于操控作为第一压力控制元件的抽吸节流件4的信号PWMSD、用于操控喷射器7(喷射开始/喷射结束)的信号ve、用于操控作为第二压力控制元件的压力调节阀12的信号PWMDV、以及输出参数AUS。通过信号PWMDV定义压力调节阀12的状态，并且由此定义轨道压力干扰量VDRV。输出参数AUS代表用于控制和调节内燃机1的其它调整信号，例如代表用于在分级增压(Registeraufladung)时激活第二废气涡轮增压器的调整信号。
在图2中示出用于调节轨道压力pCR的轨道压力调节回路13。轨道压力调节回路13的输入参数为：理论轨道压力pCR(SL)、表示理论消耗(Soll-Verbrauch)VVb的体积流量、发动机转速nMOT、PWM基本频率fPWM以及参数E1。参数E1例如总结为电池电压(Batteriespannung)和带有输入线路(Zuleitung)的抽吸节流件线圈(Saugdrosselspule)的欧姆电阻，其介入(eingehen)PWM信号的计算。轨道压力调节回路13的输出参数为轨道压力pCR的粗值、实际轨道压力pCR(IST)以及动态轨道压力pCR(DYN)。在图3中示出的控制中进一步处理实际轨道压力pCR(IST)和动态轨道压力pCR(DYN)。
从轨道压力pCR的粗值中借助于第一滤波器19计算实际轨道压力pCR(IST)。之后，在合计点(Summationspunkt)A处将实际轨道压力pCR(IST)与理论值pCR(SL)相比较，从中得出调节偏差ep。压力调节器14从调节偏差ep中计算其调整参数，其相应于带有物理单位升/分钟的体积流量VR。在合计点B处，算出的理论消耗VVb加到体积流量VR中。通过在图3中示出的并且将结合图3解释的计算部22计算理论消耗VVb。在合计点B处的相加的结果相应于抽吸节流件的未限制的理论体积流量VSDu(SL)。紧接着，通过限制部15取决于发动机转速nMOT限定(limitieren)未限制的理论体积流量VSDu(SL)。限制部15的输出参数相应于抽吸节流件的理论体积流量VSD(SL)。之后，通过泵特性曲线16使抽吸节流件的电理论电流iSD(SL)与理论体积流量VSD(SL)相关联。在计算部17中将理论电流iSD(SL)转换成PWM信号PWMSD。在此，PWM信号PWMSD表示接通持续时间，并且频率fPWM相应于基本频率。之后，利用PWM信号PWMSD加载抽吸节流件的励磁线圈。由此，改变磁芯的路径，由此自由地影响高压泵的输送流。出于安全性原因，抽吸节流件无流地打开，并且通过PWM操控在关闭方向上加载抽吸节流件。电流调节回路置于PWM信号的计算部17下级(unterlagert)，如从文件DE 10 2004 061 474 A1中已知的那样。高压泵、抽吸节流件、轨道以及如有可能单个储存器相应于受控系统18。由此，封闭调节回路。通过第二滤波器20从轨道压力pCR的粗值中计算动态的轨道压力pCR(DYN)，其为图3的方框图的输入参数之一。在此，相比于在反馈支路中的第一滤波器19，第二滤波器20具有更小的时间常数以及更小的相位滞后(Phasenverzug)。
图3作为方框图显示了图2的非常简化的轨道压力调节回路13和控制部21。通过控制部21产生轨道压力干扰量VDRV，也就是这样的体积流量，即，压力调节阀将其从轨道中调控到燃料箱中。控制部21的输入参数为：理论轨道压力pCR(SL)、实际轨道压力pCR(IST)、动态轨道压力pCR(DYN)、发动机转速nMOT以及理论喷射量QSL。或者通过与期望功率相关的特征图表计算理论喷射量QSL或者其相应于转速调节器的调整参数。理论喷射量的物理的单位为mm3/行程。除了理论喷射量QSL，备选地，可使用理论力矩MSL。输出参数为被引导到轨道压力调节回路13上的理论消耗VVb和轨道压力干扰量VDRV。通过计算部22从静态和动态份额中确定合成的理论体积流量Vres(SL)。在图4中以方框图示出计算部22，并且将结合图4对其进行解释。合成的理论体积流量Vres(SL)和实际轨道压力pCR(IST)为压力调节阀特征图表23的输入参数，通过压力调节阀特征图表23计算压力调节阀的理论电流iDV(SL)。另一方面，理论电流iDV(SL)为用于电流调节回路24的导入变量(Führungsgröße)。由电流调节器25、开关S1、作为受控系统的压力调节阀12以及在反馈支路中的滤波器26形成电流调节回路24。在图5中示出电流调节器25，并且将结合图5对其进行解释。电流调节器25给出PWM信号PWMR作为调整参数，其为开关S1的输入参数。开关S1的两个其它输入信号为值零和临时PWM信号PWMt。临时PWM信号PWMt 实施成这样的形式，即，以时间阶段控制的方式(zeitstufengesteuert)给出提高的PWM值，例如80%。通过开关S1表现不同的功能状态。如果开关位于状态S1=1中，则置于停止功能。在状态S1=2时，置于正常功能并且在状态S1=3中置于保护功能。那么，开关S1的输出信号相应于PWM信号PWMDV，利用其操控压力调节阀12。测量在压力调节阀12处出现的电流iDV，并且通过滤波器26计算实际电流iDV(IST)，之后将其反馈到电流调节器25。由此封闭电流调节回路24。
在图4中作为方框图示出计算部22。输入参数为理论轨道压力pCR(SL)、实际轨道压力pCR(IST)、动态轨道压力pCR(DYN)、发动机转速nMOT以及理论喷射量QSL，备选地理论力矩MSL。输出参数为理论消耗VVb和合成的理论体积流量Vres(SL)。通过理论体积流量特征图表27(3D特征图表)根据发动机转速nMOT和理论喷射量QSL计算用于压力调节阀的静态理论体积流量Vs(SL)。理论体积流量特征图表27实施成这样的形式，即，在低负载区域中(例如在怠速运转时)静态的理论体积流量Vs(SL)计算为正的值，而在正常运行区域中静态理论体积流量Vs(SL)计算为零。在图6中示出理论体积流量特征图表27的具体的实施形式，并且将结合图6对其进行详细解释。同样根据发动机转速nMOT和理论喷射量QSL通过计算部28计算理论消耗VVb，其为轨道压力调节回路13的输入参数。通过加上动态理论体积流量Vd(SL)修正静态理论体积流量Vs(SL)。通过动态修正部29取决于调节偏差计算动态理论体积流量Vd(SL)。另一方面，从理论轨道压力pCR(SL)相对于实际轨道压力pCR(IST)的差中计算调节偏差。备选地，也可从理论轨道压力pCR(SL)相对于动态轨道压力pCR(DYN)的差中计算调节偏差。在调节偏差大于/等于零时，给出为零升/分钟的动态理论体积流量Vd(SL)。相反地，如果调节偏差为负的(即，例如在甩负荷时)，则当调节偏差低于极限值时，计算逐渐变大的动态理论体积流量Vd(SL)。简而言之：那么压力调节阀将变大的燃料体积流量调控到燃料箱中。
静态理论体积流量Vs(SL)和动态理论体积流量Vd(SL) 的和相应于修正的理论体积流量Vk(SL)，其通过限制部30向上限制到最大体积流量VMAX并且向下限制到零值。通过与实际轨道压力pCR(IST)相关的(2D)特性曲线31计算最大的体积流量VMAX。那么，限制部30的输出参数相应于合成的理论体积流量Vres(SL)。
图5显示了图3的电流调节器25。输入参数为用于压力调节阀的理论电流iDV(SL)、压力调节阀的实际电流iDV(IST)、电池电压UBAT以及调节参数(kp,Tn)。输出参数为PWM信号PWMR。首先，从理论电流iDV(SL) 和实际电流iDV(IST) 中计算电流调节偏差ei。电流调节偏差ei为调节器32的输入参数。调节器32可实施成PI运算或PI(DT1)运算。在该运算中处理调节参数。此外，其以比例常数kp和再调时间(Nachstellzeit)Tn为特征。调节器32的输出参数为压力调节阀的理论电压UDV(SL)。该理论电压UDV(SL)除以电池电压UBAT并且随后乘以100。结果以百分数的形式相应于PWM信号PWMR的接通持续时间。可选地，也可存在预控制，其从压力调节阀的理论电流iDV(SL)和欧姆电阻中计算电压分量，之后将其加到理论电压UDV(SL)中。
在图6中示出了理论体积流量特征图表27。通过其确定用于压力调节阀的静态理论体积流量Vs(SL)。输入参数为发动机转速nMOT和理论喷射量QSL。在水平的方向上为0至2000 1/min的发动机转速值。在垂直的方向为0至270mm3/行程的理论喷射量值。那么，在特征图表之内的值相应于以升/分钟为单位的相关联的静态理论体积流量Vs(SL)。通过理论体积流量特征图表27确定待调控的燃料体积流量的一部分。理论体积流量特征图表27实施成这样的形式，即，在正常运行区域中静态理论体积流量计算为Vs(SL)= 0升/分钟。在图中以双线框出正常运行区域。单线框出的区域相应于低负载区域。在低负载区域中，静态理论体积流量Vs(SL)计算为正的值。例如，在nMOT=1000 1/min且 QSL=30 mm3/行程时，确定静态理论体积流量为Vs(SL)=1.5升/分钟。
图7以简图显示了不同的功能状态，通过开关S1(图3)实现这些功能状态。参考标号33表示停止功能，参考标号34表示正常功能并且参考标号35表示保护功能。当识别出发动机停止时，设置停止功能。在设置为停止功能时，不激活压力调节阀，因为开关S1位于状态1中，并且因此给出为0的PWM值。即，适用PWMDV=0。如果实际轨道压力pCR(IST)超过初值pSTART，例如pSTART=800bar，并且出现已证实的发动机转速nMOT(BKM=1)，也就是说，识别出内燃机为旋转的，则取消停止功能并且设置正常功能34。在过渡时开关S1变换到位置S1=2中。在已设置的正常功能34中，取决于合成的理论体积流量Vres(SL)计算用于操控压力调节阀的PWM信号PWMDV。即，适用PWMDV=f(Vres(SL))。当识别出发动机停止(BKM=0)时，变回到停止功能33中。如果在已设置的正常功能34中识别出，动态轨道压力pCR(DYN)超过最大压力值pMAX，则检查，是否启动保护功能35。这根据标志(Flag)进行，在后续描述中其称为记号(Merker)。通过该记号中断在正常功能和保护功能之间的往复变换。如果补充地启动保护功能35(记号=0)，则取消正常功能34并且设置保护功能35。利用功能变换使开关S1转换到状态S1=3中。在该状态中，将PWM信号PWMDV临时设置在最大值上，例如PWMt=80%。适用PWMDV=PWMt。该时间函数也可实施成带有不同的值的时间控制的阶梯函数，例如PWMt=80%时值1并且PWMt=60%时值2。如果时间阶段t1结束，那么取消保护功能35并设置正常功能34。开关S1将其状态从S1=3变换到S1=2中。当动态轨道压力pCR(DYN)比最大压力值pMAX低滞后值pHY时，才再次启动保护功能35。
在图8中示出了第一子程序UP1，其显示出从停止功能到正常功能的过渡。在S1中检查，是否出现发动机停止。当在一定的时间段(例如2.5秒长)期间发动机转速nMOT低于例如80 1/min的极限转速时，识别出发动机停止。如果是这种情况，询问结果S1：是，则在S7中使开关S1变换到状态S1=1中，在S8中以值零给出PWM信号(PWMDV=0)并且结束程序流程。由此，视为设置停止功能。如果识别出已证实的发动机转速nMOT，询问结果S1：否，则在S2中检查，实际轨道压力pCR(IST)是否大于/等于初值pSTART(例如pSTART=800bar)。如果是这种情况，询问结果S2：是，则将开关S1引入状态S1=2中。由此，视为设置正常功能。在正常功能中，取决于合成的理论体积流量Vres(SL) 计算PWM信号PWMDV(S4)。如果在S2中的检查得到，实际轨道压力pCR(IST)小于初值pSTART，询问结果S2：否，则紧接着在S5中根据开关S1的状态检查，当前设置哪种功能。如果设置正常功能，询问结果S5：是，则在S4中继续程序流程。否则在S6中以零值给出PWM信号PWMDV，并且结束程序流程。
在图9中示出第二子程序UP2，其显示了从正常功能到保护功能的过渡。在S1中检查记号的状态。通过记号中断在正常功能和保护功能之间的往复变换。如果记号等于零，则利用步骤S2至S6进行程序块(Programmteil)。否则利用步骤S7至S9进行程序块。如果在S1中确定，记号等于零，那么在S2中检查，动态轨道压力pCR(DYN)是否大于/等于最大压力值pMAX。如果不是这种情况，询问结果S2：否，在S6中继续取决于合成的理论体积流量Vres(SL) 计算PWM信号PWMDV，并且结束程序流程。如果在S2中的询问得到，动态轨道压力pCR(DYN) 超过最大压力值pMAX，则在S3中将记号设置成值1，由此，中断保护功能的重新设置。之后，在S4中，通过将开关S1引入状态S1=3中并且通过在S5中将PWM信号PWMDV设置成值PWMt而设置保护功能。例如，临时的PWM信号PWMt可设置成值PWMt=80%。紧接着结束程序流程。
如果在S1中确定，记号不为零并且由此不启动保护功能，询问结果S1：否，则在S7中检查动态轨道压力pCR(DYN) 的压力水平。如果动态轨道压力pCR(DYN) 比最大压力值pMAX低至少一定的滞后值pHY，询问结果S7：是，则在S8中将记号设置成值零，由此再次启动保护功能。如果在S7中的问询结果为否定的，则在S9中利用取决于合成的理论体积流量Vres(SL)计算PWM信号PWMDV继续程序流程，并且之后结束程序流程。
在图10中示出了第三子程序UP3，其显示出从保护功能到正常功能的过渡。在S1中使时间t增加dt。之后，在S2中检查，时间t是否大于/等于时间阶段t1。如果不是这种情况，则在S8中继续保持由临时PWM信号PWMt确定PWM信号PWMDV。紧接着，结束程序流程。如果在S2中确定，时间t大于/等于时间阶段t1，问询结果S2：是，则在S3中将时间t再次设置成值零。紧接着，在S4中取决于合成的理论体积流量Vres(SL) 计算PWM信号PWMDV，并且在S5中将开关S1引入状态S1=2中，由此设置正常功能有效。在S6中检查，动态轨道压力pCR(DYN) 是否比最大压力值pMAX至少低滞后值pHY。如果不是这种情况，则结束程序流程。否则在S7中将记号设置成值零，由此再次启动保护功能。之后结束程序流程。
图11以第一时间线图显示了内燃机的起动过程以及紧接着的制动。图11由子图11A至11E组成。其分别在时间上显示出：在图11A中的发动机转速nMOT、在图11B中的实际轨道压力pCR(IST)、在图11C中的利用其操控压力调节阀的PWM信号PWMDV、在图11D中的轨道压力干扰量VDRV以及在图11E中的开关S1的状态。轨道压力干扰量VDRV相应于这样的体积流量，即，压力调节阀将其从轨道中调控到燃料箱中。
首先，发动机转速nMOT增加到怠速转速nMOT=600 1/min(图11A)。一旦识别出已证实的发动机转速，也就是说，一旦曲轴旋转，满足用于从停止功能到正常功能中的过渡的条件。在内燃机起动后，实际轨道压力pCR(IST)同样上升。如果在时刻t1时实际轨道压力pCR(IST)超过初值(pSTART=800 bar)，则满足第二必要条件。现在，通过同样在时刻t1时将开关S1从S1=1引入状态S1=2中，取消停止功能并且设置正常功能。现在，激活压力调节阀。由此，在该示例中，PWM信号为值PWMDV=5%，见图11C。通过压力调节阀，作为轨道压力干扰量VDRV调控1.5升/分钟的体积流量。紧接着，实际轨道压力pCR(IST) 振动(einschwingen)到怠速值pCR(IST)=700 bar。在此，即使当实际轨道压力pCR(IST)在时刻t2时再次低于初值pSTART=800 bar时(图11B)，开关S1也不变地保持状态S1=2。PWM信号继续具有值PWMDV=5%并且继续调控1.5升/分钟的体积流量。在时刻t3时，激活发动机制动。发动机转速nMOT和实际轨道压力pCR(IST)两者下降到值零。那么，在时刻t4时，识别出发动机停止。结果为，取消正常功能并且代替地设置停止功能，也就是说，在图11E中开关S1从其状态S1=2变换到S1=1。现在，不再计算PWM信号PWMDV，而是将其设置成值零。因此，不再调控燃料体积流量，那么由此，VDRV为值0升/分钟。
图12以第二时间线图显示了从正常功能到保护功能的过渡。图12由子图12A至12E组成。其分别在时间上显示出：在图12A中的动态轨道压力pCR(DYN)、在图12B中的利用其操控压力调节阀的PWM信号PWMDV、在图12C中的相应于调控的体积流量的轨道压力干扰量VDRV、在图12D中的开关S1的状态以及在图12E中的记号的值。
在时刻t1时，出现甩负荷，例如因为切断发电机负载，由此，动态轨道压力pCR(DYN) 从初始值pCR(DYN) =2200bar开始上升。在时刻t2时，动态轨道压力pCR(DYN) 达到最大压力值pMAX=2320bar。因为直到现在记号具有值零，已经启动了保护功能，因此通过使开关S1从状态S1=2变换到状态S1=3中，现在临时将PWM信号PWMDV设置成值PWMDV=PMWt=100%。换句话说：取消正常功能并且设置保护功能。在已设置的保护功能中，现在通过压力调节阀作为轨道压力干扰量VDRV将4升/分钟的体积流量调控到燃料箱中。同时，在已设置的保护功能中，记号设置为值1(图12E)，由此锁止保护功能。在时刻t3，时间阶段t1结束。随着时间阶段t1结束，通过使开关S1从状态S1=3变换到状态S1=2中，取消保护功能并且激活正常功能。因此，所调控的体积流量为值0升/分钟。在时刻t4时，动态轨道压力pCR(DYN)比最大压力值pMAX=2320bar低滞后值pHY=70bar。由此，记号从值1变化成值0，由此再次启动保护功能。
作为比较，在图12A中绘出虚线，其显示出不带保护功能的动态轨道压力pCR(DYN)的曲线。如可看出的那样，借助于保护功能，动态轨道压力pCR(DYN)的过波动明显减小。这在图中利用参考标号dp表示。
在附图描述中，对于压力调节阀的操控来说以正的逻辑使用PWM信号，也就是说，在PWM信号PWMDV的正的值时在打开方向(增加的打开横截面)中加载压力调节阀。显然，与抽吸节流件相似地，也可以负的逻辑实施操控。那么，在这种情况中，在PWM值为PWMDV=0时，完全打开压力调节阀。
总结地，对于根据本发明的方法得到以下优点：
- 在内燃机的输出部处的负载变化时明显减小了轨道压力过波动，在此：动态的轨道压力；
- 更小的过波动引起更短的调节时间以及由此更短的反应时间；
- 有效地针对压力峰值保护机械的系统、尤其地轨道；
- 将被动的压力限制阀的打开限制到实际的紧急情况中；
- 在甩负荷时可以补充已知的抽吸节流件的快速流过(Schnellbestromung)的方法(文件DE 10 2005 029 138 B3)的方式使用根据本发明的方法；
- 在起动过程中无障碍地进行轨道压力的压力建立。
参考标号列表
1 内燃机
2 燃料箱
3 低压泵
4 抽吸节流件
5 高压泵
6 轨道
7 喷射器
8 单个储存器(可选)
9 轨道压力传感器
10 电子的控制器(ECU)
11 压力限制阀，被动的
12 压力调节阀，可电地操控
13 轨道压力调节回路
14 压力调节器
15 限制部
16 泵特性曲线
17 计算部 PWM信号
18 受控系统
19 第一滤波器
20 第二滤波器
21 控制部
22 计算部
23 压力调节阀特征图表
24 电流调节回路(压力调节阀)
25 电流调节器
26 滤波器
27 理论体积流量特征图表
28 计算部 理论消耗
29 动态修正部
30 限制部
31 特性曲线
32 调节器
33 停止功能
34 正常功能
35 保护功能

Claims (8)

1.一种用于控制和调节内燃机(1)的方法，在所述方法中，在轨道压力调节回路(13)中通过作为第一压力控制元件的低压侧的抽吸节流件(4)调节轨道压力(pCR)，
其特征在于，通过作为第二压力控制元件的高压侧的压力调节阀(12)产生轨道压力干扰量(VDRV)以用于影响所述轨道压力(pCR)，通过所述高压侧的压力调节阀(12)将燃料从所述轨道(6)中调控到燃料箱(2)中，并且凭借以下方式通过PWM信号(PWMDV)确定所述高压侧的压力调节阀(12)的状态，即，在设置为正常功能(34)时取决于合成的理论体积流量(Vres(SL))计算所述PWM信号(PWMDV)以及在设置为保护功能(35)时将所述PWM信号(PWMDV)临时设置成最大值(PWMt)；
当识别出发动机停止时，设置停止功能(33)，其中，在已设置为停止功能(33)的情况下，以值零给出所述PWM信号(PWMDV)；
当实际轨道压力pCR(IST)超过初值(pSTART)并且识别出已证实的发动机转速(nMOT)时，取消所述停止功能(33)并且设置所述正常功能(34)；以及
当动态轨道压力(pCR(DYN))超过最大压力值(pMAX)并且启动保护功能(记号=0)时，设置所述保护功能(35)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在时间阶段(t1)结束之后结束临时的PWM信号，取消所述保护功能(35)并且再次设置所述正常功能(34)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在已设置为正常功能(34)的情况下，当所述动态轨道压力(pCR(DYN))比所述最大压力值(pMAX)至少低滞后值(pHY)时，再次启动所述保护功能(35)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在已设置为正常功能(34)的情况下，当识别出发动机停止时，设置停止功能(33)。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从静态理论体积流量(Vs(SL))和动态理论体积流量(Vd(SL))中计算所述合成的理论体积流量(Vres(SL))。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过理论体积流量特征图表(27)取决于理论喷射量(QSL)和发动机转速(nMOT)计算所述压力调节阀(12)的静态理论体积流量(Vs(SL))。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，通过动态修正部(29)取决于理论轨道压力(pCR(SL))和实际轨道压力(pCR(IST))或所述动态轨道压力(pCR(DYN))计算所述压力调节阀(12)的动态理论体积流量(Vd(SL))。
8.根据以上权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过第一滤波器(19)从所述轨道压力(pCR)中计算所述实际轨道压力(pCR(IST))，并且通过第二滤波器(20)从所述轨道压力(pCR)中计算所述动态轨道压力(pCR(DYN))。
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