CN103201486B - 用于运行内燃机的方法、控制器和用于机动车的内燃机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法。燃料从燃料箱（9）经由预输送泵（5）、经由配量单元（14）并且经由高压泵（3）输送给高压存储器（13）。能够接通所述预输送泵（5）以输送燃料。求得在高压存储器（13）中的压力的压力信号（22）。求得所述配量单元（14）的故障。所述配量单元（14）基本上是打开的。根据所求得的压力信号（22）求得持续时间。根据所求得的压力信号（22）求得时刻。在所述时刻对于所述持续时间来说接通所述预输送泵（5）。

Description

用于运行内燃机的方法、控制器和用于机动车的内燃机

技术领域

本发明涉及一种用于运行内燃机的方法、一种控制器和一种用于机动车的内燃机。

背景技术

已知在内燃机的组件停止工作或者运行限制时，使用所谓的“跛行回家（Limp Home）”的方法，所述方法在一定的限制、例如像降低的转矩下维持内燃机的运行，并且因此总体提高机动车的可用性。

由文献EP 0 780 559 B1已知，在压力调节的范围中出现故障时，通过在低压区域中的燃料流量的影响能够如此控制和/或调节燃料压力，从而能够确保内燃机的受限制的运行。

此外，已知用于高压泵的配量单元能够具有电故障或者机械故障。通常，内燃机在这种故障下停止运转，由此不能再继续行驶。

也已知用于输送来自燃料箱的燃料的预输送泵，所述预输送泵通常不能被连续地调节。

发明内容

通过按照本发明的方法解决基于本发明的问题。在用于运行内燃机的方法中，燃料从燃料箱经由预输送泵、经由配量单元并且经由高压泵输送给高压存储器，其中能够接通所述预输送泵以输送燃料，并且其中求得在高压存储器中的压力的压力信号，其特征在于，求得所述配量单元的故障，具有故障的所述配量单元基本上是打开的；根据所求得的压力信号求得第一持续时间；并且对于第一持续时间来说接通所述预输送泵，其中，根据所述求得的压力信号求得时刻，并且其中在所述时刻时对于第一持续时间来说接通所述预输送泵，其中，在所述时刻时，所求得的压力信号低于第一压力值，其中所述第一压力值小于额定压力值，其中，当所求得的压力信号未超过第二压力值时，增加所述预输送泵的下一次接通的持续时间，其中所述第二压力值大于所述额定压力值；并且其中，当所求得的压力信号超过第三压力值时，减少所述预输送泵的下一次接通的持续时间，其中所述第三压力值大于所述第二压力值。此外，对于本发明重要的特征出现在以下的说明书和附图中，其中所述特征不仅能够单独地而且能够以不同的组合方式对于本发明来说是重要的，而对此不用再次明确地指出。

即使配量单元发生故障，所述方法仍然能够如此影响在高压存储器中的燃料压力，从而能够实施受控的喷射。因此，在适当的行驶状态时能够如此实现喷射量的精确性，从而能够在配量单元具有故障的的情况下毫无问题地继续行驶。在此，具有故障的配量单元基本上是打开的。这意味着，在高压存储器中的燃料压力不会变得过高和过低，而是在确定的限度内变动。因此总体上避免了由于具有故障的配量单元引起的内燃机的停止运转（Abstellen），并且能够实现继续行驶。因此提高了所述内燃机的和所属的机动车的可用性。

在所述方法的有利的改进方案中，所求得的压力信号在某一时刻时低于第一压力值。所述第一压力值小于额定压力值。由此有利地实现了，接通预输送泵以避免过低的压力。

在所述方法的另一种有利的实施方式中，当所求得的压力信号未超过第二压力值时，提高预输送泵的下一次接通的持续时间。所述第二压力值大于额定压力值。通过延长预输送泵的接通持续时间有利地实现了，避免过低的压力并且进而能够持续地实施燃料的喷射。

在所述方法的另一种有利的实施方式中，当所求得的压力信号超过第三压力值时，减少预输送泵的下一次接通的持续时间。所述第三压力值大于第二压力值。在此，通过缩短预输送泵的接通持续时间有利地避免了过高的压力。

在所述方法的另一种有利的实施方式中，当所求得的压力信号超过第二压力值并且未超过第三压力值时，不改变预输送泵的下一次接通的持续时间。通过该实施方式有利地实现了，有利地保持已达到的压力变化。

在所述方法的另一种有利的实施方式中，在所述时刻开始另一个持续时间，并且在所述另一个持续时间到期时接通预输送泵。由此有利地不必等待另一次低于第一压力值发生，而是在另一个持续时间到期之后接通预输送泵进而避免压力的另一次下降。

在所述方法的有利的改进方案中，当所求得的压力信号在所述另一个持续时间内未上升超过第一压力值时，提高预输送泵的下一次接通的持续时间。因此，预输送泵接通得更久并且因此附加地反向控制（gegensteuern）过低的压力。

在所述方法的有利的改进方案中，所述另一个持续时间大约是最低点持续时间的两倍长，其中所述最低点持续时间（Tiefpunkt-Zeitdauer）从所述时刻一直延续到所求得的压力的期望的最低点，并且其中最低点持续时间由加权的平均值求得。由此有利地如此选择另一个持续时间，从而能够识别出所求得的压力信号的变化是否处于期望的那样并且如期望的那样上升，或者所求得的压力的变化是否持续地在较低的区域中变动。如果所求得的压力停留在较低区域中，则能够有利地进行反向控制并且能够实施喷射。

由以下对在附图的图示中示出的、本发明的实施例的说明得出本发明的其他的特征、应用技术方案和优点。在此所有说明的或者示出的特征自身或者以任意组合的形式形成了本发明的主题，而与其在权利要求中或者在权利要求的回引中的概括无关，并且与其在说明中或者说在附图中的表达或者说图示无关。在不同的实施方式中，对于在所有附图中功能等同的参量来说也使用相同的附图标记。

附图说明

以下参照附图阐述本发明的示例性的实施方式。在附图中示出：

图1是内燃机的燃料喷射系统的简化的示意图；

图2是具有用于触发预输送泵的单元的示意性的方框图；

图3a至3d分别是具有所求得的压力信号的随时间的变化曲线和预输送泵的调节信号的随时间的变化曲线的示意图；

图3e是用于求得持续时间的示意图。

具体实施方式

图1以高度简化的示图示出了内燃机的燃料喷射系统1。燃料箱9经由吸入管道4、预输送泵5和低压管路7与（未详细说明的）高压泵3相连接。在未示出的实施方式中，预输送泵5也能够布置在燃料箱9中，其中相应地不存在吸入管道4。预输送泵5能够特别地制成电动燃料泵。将调节信号26输送给所述预输送泵5。高压存储器13（“共轨”）通过高压管路11连接到高压泵3上。以下表示为ZME的、具有操作装置15的配量单元14经由低压管路7液压地布置在预输送泵5和高压泵3之间。

在图1中未示出其他的元件，例如像高压泵3的阀。可以理解的是，所述ZME14能够作为结构单元与高压泵3一起构造。例如能够通过ZME14强制地打开高压泵3的吸入阀。

在所述燃料喷射系统1运行时，预输送泵5将燃料从燃料箱9输送到低压管路7中，并且高压泵3将燃料输送到高压存储器13中。在此，ZME14确定输送给高压泵3的燃料量。

通过在高压存储器13上的压力传感器16进行在高压存储器13内的压力测量。将由该压力传感器16测得的值表示为压力信号22。

将调节信号28输送给配量单元14。通过调节信号28影响配量单元14的打开。配量单元14产生故障信号24。通过所述故障信号24一方面确定配量单元14是否存在故障，另一方面通过故障信号24确定配量单元14是否存在电故障或者机械故障。也能够通过其他的特性参量的组合确定配量单元14的故障。当例如通过拔出插头而不再为配量单元14提供能量时，则例如存在电故障。在发生电故障时，配量单元14通常转变到打开的状态中，从而燃料无阻碍地从预输送泵5输送到高压泵3。在机械故障时，配量单元14可能完全打开、完全关闭或者部分打开。

图2示出了具有用于触发预输送泵5的单元20的示意性的方框图。将压力信号22和故障信号24输送给单元20。以未示出的方式能够将其他的参量、例如像内燃机的转速输送给单元20。单元20产生调节信号26。以未示出的方式单元20也能够产生调节信号28。

对于所述ZME14发生故障、特别是机械故障来说，能够通过分析压力信号22随时间的变化确定配量单元14是否充分打开，以便借助预输送泵5将燃料输送到高压泵3。如果在预输送泵5接通时，压力的上升变化地不够陡，那么能够推断出是因为闭合的配量单元14。如果在预输送泵5断开时，压力的下降变化地不够陡，那么同样能够推断出是因为闭合的配量单元14。

单元20是未示出的控制器的一部分。所述未示出的控制器是内燃机的一部分、尤其是用于机动车的内燃机的一部分。

通常，调节信号26具有两种状态。在调节信号26的第一种状态中，预输送泵5被接通或者说处于接通状态，并且将燃料从燃料箱9输送到配量单元14。在调节信号26的第二种状态中，预输送泵5断开或者说处于断开状态，从而没有燃料从燃料箱9借助预输送泵5输送到配量单元14。

基本上根据压力信号22和故障信号24形成调节信号26。

图3a示出了具有所求得的压力信号22a的随时间的变化曲线和图1所示的预输送泵5的调节信号26a的随时间的变化曲线的示意图30a。压力信号22a相当于图1和图2所述压力信号22。调节信号26a相当于图1和2的调节信号26。

在时间轴t上描绘了时刻t1、t2、t3和t4。在压力轴p上描绘了第一压力值pL、额定压力值pS、第二压力值pH1和第三压力值pH2。根据额定压力值pS精确地分别以相对于额定压力值pS的偏移来确定所述压力值pL、pH1和pH2。在状态轴z上描绘了两种状态z0和z1。状态z0对应于图1所示的断开的预输送泵5。状态z1对应于图1所示的接通的预输送泵5。

压力信号22a在时刻t1时在区域A中低于第一压力值pL。在时刻t2之后，压力信号22a从下降的变化曲线转变成上升的变化曲线。压力信号22a上升超过第二压力值pH1。但是压力信号22a不会上升超过第三压力值pH2。压力信号22a转变成下降的变化曲线。压力信号22a在时刻t3时在区域B中低于第一压力值pL。在时刻t4之后，压力信号22a重新开始上升并且超过第一压力值pL。

调节信号26a停留在状态z0中直到时刻t1，在时刻t1时上升到状态z1上，停留在状态z1中直到时刻t2并且在时刻t2时降回到状态z0上。调节信号26a停留在状态z0中直到时刻t3，在时刻t3时上升到状态z1上，停留在状态z1中直到时刻t4并且在时刻t4时降回到状态z0中。

所求得的压力信号22a分别在时刻t1和t3时低于第一压力值pL。低于第一压力值pL会引起压力信号26a从状态z0转变到状态z1。即如果所求得的压力信号22a低于第一压力值pL，则接通图1中的预输送泵5。

在时刻t1时接通的、图1所示的预输送泵5在持续时间d（n）到期之后在时刻t2时断开。在接下来的循环n+1中，其中n表示上次的循环，与持续时间d（n）相同，选择图1所示的预输送泵5的下一次接通的持续时间d（n+1），因为压力信号22a在时刻t1之后并且在时刻t3之前超过第二压力值pH1，并且压力信号22a在时刻t1之后并且在时刻t3之前没有超过第三压力值pH2。因此，时刻t1、t2等等取决于压力信号22a的变化。持续时间d（n）和d（n+1）的取值范围通过一个最小值和一个最大值限定。通常，一个循环以通过压力信号22或者说这里的22a向下越过压力值pL开始。在图3a中，循环n以在时刻t1时通过压力信号22a在区域A中向下越过压力值pL开始，并且以在时刻t3时通过压力信号22a在区域B中向下越过压力值pL结束。循环n+1以在时刻t3时通过压力信号22a在区域B中向下越过压力值pL开始。

以未示出的方式设置附加的低于第一压力值pL的压力值，其中所述附加的压力值不取决于其他的压力值、例如像额定压力值pS，并且保持恒定。如果压力信号22或者说22a下降到所述附加的压力值以下，则预输送泵5是否接通或者断开保持独立，也就是说预输送泵5接通、相当于调节信号26或者说26a的状态z1，不取决于于调节信号26或者说26a的状态。如果压力信号22或者说22a超过所述附加的压力值，则之前去激活的方法部分或者说之前去激活的方法被重新激活。

同样以未示出的方式设置高于第一压力值pL的另一个压力值，其中所述另一个压力值不取决于其他的压力值、例如像额定压力值pS，并且保持恒定。如果压力信号22或者说22a超过所述另一个压力值，则预输送泵5是否接通或者断开保持独立，也就是说与调节信号26或者说26a的状态z0无关地断开预输送泵5，不取决于于调节信号26或者说26a的状态。如果压力信号22或者说22a低于所述另一个压力值，则之前去激活的方法部分或者说之前去激活的方法被重新激活。

图3b示出了具有所求得的压力信号22b的随时间的变化曲线和图1所示的预输送泵5的调节信号26b的随时间的变化曲线的示意图30b。压力信号22b相当于图1和图2所示的压力信号22。调节信号26b相当于图1和图2所示的调节信号26。

在时间轴t上描绘了时刻t5、t6、t7、t8和t9。

压力信号22b在时刻t5时在区域A中低于第一压力值pL。压力信号22b继续下降，以便在时刻t6之后重新上升。压力信号22b在额定压力值pS和第二压力值pH1之间达到最高点并且之后重新开始下降，以便在时刻t7时在区域B中下降到第一压力值pL以下。在时刻t9之后，压力信号22b上升重新超过第一压力值pL。

在时刻t5时，调节信号26b从状态z0上升到状态z1上。调节信号26b停留在状态z1中并且在时刻t6时下降回到状态z0中。调节信号26b停留在状态z0中直到时刻t7，并且在时刻t7时跳回到状态z1中。调节信号26b停留在状态z1中直到时刻t9，并且在时刻t9时下降回到状态z0中。

因为压力信号22b在先前的在时刻t5时开始的循环n之后、并且在在时刻t7时开始的触发循环n+1之前未上升超过第二压力值pH1，持续时间d（n+1）在接下来的循环n+1中从来自先前的循环的持续时间d（n）出发增加了持续时间dinc1。

在未示出的实施方式中，图1中的预输送泵5能够在比时刻t7更早的时刻时已经重新接通，这相当于调节信号26b从状态z0转变到状态z1中。这能够在压力信号22b到达最高点和下一个循环开始之间、也就是说在时刻t6和t7之间被实施，其中压力信号22b下降。预输送泵5的重新接通的触发例如能够是以下阐述的、从时刻t5起运行的持续时间的到期。

图3c示出了具有所求得的压力信号22c的随时间的变化曲线和图1所示的预输送泵5的调节信号26c的随时间的变化曲线的示意图30c。在时间轴t上描绘了时刻t10、t11、t12、t13和t14。

压力信号22c在时刻t10时在区域A中低于第一压力值pL。压力信号22c在时刻t11之后开始重新上升并且在第三压力值pH2之上达到最高点。接着，压力信号22c下降并且在时刻t12时在区域B中越过第一压力值pL。在时刻t14之后，压力信号22c重新上升超过第一压力值pL。

调节信号26c在时刻t10时从状态z0跳到状态z1中。调节信号26c在时刻t11时从状态z1跳到状态z0中。调节信号26c在时刻t12时从状态z0跳到状态z1中。调节信号26c在时刻t13时从状态z1跳到状态z0中。

因为压力信号22c在时刻t10和t12之间上升超过第三压力值pH2，所以对于下一次循环n+1来说，持续时间d（n+1）从先前的循环n的持续时间d（n）出发减少了持续时间dred。

附加地，当压力信号22c第一次上升超过第三压力值pH2并且之后重新低于第三压力值pH2时，以未示出的方式能够不减少持续时间d（n+1）。如果在所述第一次超过时未减少持续时间d（n+1），则在以下的第二次超过第三压力值pH2时像以上阐述的那样处理。

在另一种未示出的实施方式中，在图1所示的预输送泵5接通的情况下，超过第三压力值pH2导致预输送泵5的断开。

图3d示出了具有所求得的压力信号22d的随时间的变化曲线和图1所示的预输送泵5的调节信号26d的随时间的变化曲线的示意图30d。在时间轴t上描绘了时刻t15、t16、t17、t18、t19、t20、t21、t22、t23和t24。所述时刻t18通常表示为附加的时刻。

压力信号22d在时刻t15时在区域A中低于第一压力值pL。在附加的时刻t18时，压力信号22d在区域C中继续处于第一压力值pL之下。压力信号22d在时刻t19之后上升，在时刻t21之后并且在时刻t22之前达到最高点并且之后下降，以便在时刻t24之后重新上升。

调节信号26d在时刻t15时从状态z0上升到状态z1上。调节信号26d在时刻t16时从状态z1下降回到状态z0上。调节信号26d在附加时刻t18时从状态z0上升到状态z1上。调节信号26d在时刻t19时从状态z1下降回到状态z0中。调节信号26d在时刻t22时从状态z0上升到状态z1上。调节信号26d在时刻t24时从状态z1下降回到状态z0中。

在时刻t15时，第二持续时间del2和第三持续时间del1开始运行。第二持续时间del2例如基本上是第三持续时间del1的两倍。以下由图3e阐述第三持续时间del1的求得。如果压力信号22d直到第二持续时间del2到期、也就是说直到到达附加的时刻t18都未达到第一压力值pL，则一方面调节信号26d从状态z0转变到状态z1中，也就是说对于持续时间d（n）来说接通预输送泵5，并且对于有待实现的下一次循环n+1的持续时间d（n+1）来说从上次循环n的持续时间d（n）出发增加了持续时间dinc2。在未示出的实施方式中，在时刻t22时也借助以下上面提及的下述步骤开始运行第三持续时间del1和第二持续时间del2。

图3e示出了用于求得第三持续时间del1的示意图30e。在时间轴t上描绘了时刻t25、t26、t27和t28。

压力信号22e在时刻t25时在区域A中低于第一压力值pL。压力信号22e继续下降，以便在时刻t26之后重新上升。压力信号22e在时刻t26时处于最低点并且之后重新开始上升。压力信号22e在第一压力值pH2和第二压力值pH1之间达到最高点并且之后重新开始下降，以便在时刻t27时在区域B中下降到第一压力值pL以下。压力信号22e在时刻t28之后重新上升超过第一压力值pL。压力信号22e在时刻t28时处于最低点。持续时间del1（n）在时刻t25时开始并且在时刻t26时结束。持续时间del1（n+1）在时刻t27时开始并且在时刻t28时结束。

为了求得第三持续时间del1，例如第一次求取、也就是说持续时间del1（n）等同于第三持续时间del1。来自以下循环n+1的持续时间del1（n+1）被加权地考虑到第三持续时间del1中。来自以下循环n+z的、所求得的持续时间del1（n+z）像上述那样被加权地考虑到第三持续时间del1中。但是也能够通过两个或者多个持续时间del1（n）、del1（n+1）等的平均值实现第三持续时间del1的第一次求取。

Claims (7)

1.一种用于运行内燃机的方法，其中燃料从燃料箱（9）经由预输送泵（5）、经由配量单元（14）并且经由高压泵（3）输送给高压存储器（13），其中能够接通所述预输送泵（5）以输送燃料，并且其中求得在高压存储器（13）中的压力的压力信号（22；22a-22d），其特征在于，求得所述配量单元（14）的故障，具有故障的所述配量单元（14）基本上是打开的；根据所求得的压力信号（22；22a-22d）求得第一持续时间（d（n））；并且对于第一持续时间（d（n））来说接通所述预输送泵（5），

其中，根据所述求得的压力信号（22；22a-22d）求得时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22），并且其中在所述时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）时对于第一持续时间（d（n））来说接通所述预输送泵（5），

其中，在所述时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）时，所求得的压力信号（22；22a-22d）低于第一压力值（pL），其中所述第一压力值（pL）小于额定压力值（pS），

其中，当所求得的压力信号（22b）未超过第二压力值（pH1）时，增加所述预输送泵（5）的下一次接通的持续时间（d（n+1）），其中所述第二压力值（pH1）大于所述额定压力值（pS）；并且其中，当所求得的压力信号（22c）超过第三压力值（pH2）时，减少所述预输送泵（5）的下一次接通的持续时间（d（n+1）），其中所述第三压力值（pH2）大于所述第二压力值（pH1）。

2.按权利要求1所述的方法，其中当所求得的压力信号（22a）超过所述第二压力值（pH1）并且未超过所述第三压力值（pH2）时，不改变所述预输送泵（5）的下一次接通的持续时间（d（n+1））。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中在时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）时开始第二持续时间（del2），其中在所述时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）时对于第一持续时间（d（n））来说接通所述预输送泵（5），并且其中当所求得的压力信号（22d）在所述第二持续时间（del2）内未上升超过所述第一压力值（pL）时，在附加的时刻（t18）时对于第一持续时间（d（n））来说接通所述预输送泵（5）以使所述第二持续时间（del2）到期。

4.按权利要求3所述的方法，其中当所求得的压力信号（22d）在所述第二持续时间（del2）内未上升超过所述第一压力值（pL）时，在所述第二持续时间（del2）到期之后增加所述预输送泵（5）的下一次接通的持续时间（d（n+1）），并且其中当所求得的压力信号（22d）下降到所述第一压力值（pL）以下时，对于所述预输送泵（5）的下一次接通的持续时间（d（n+1））来说接通所述预输送泵（5）。

5.按权利要求3所述的方法，其中规定所述第二持续时间（del2）基本上为第三持续时间（del1）的两倍，其中在所述时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）之后，所述第三持续时间（del1）从所述时刻（t1;t3;t5;t7;t10;t12;t15;t22）一直延续到所求得的压力信号（22e）的所期望的最低点的另一个时刻（t26、t28），在所述另一个时刻之后所述压力信号（22e）重新上升。

6.一种控制器，在所述控制器上能够实施按权利要求1至5中任一项所述的方法。

7.一种用于机动车的内燃机，具有按权利要求6所述的控制器。