CN103299055B - 用于操控内燃机中燃料喷射设备内的喷射器的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明描述了一种用于操控内燃机中燃料喷射设备内的喷射器的方法，其中所述燃料喷射设备包括多个喷射器，并且其中借助于喷射器喷射的燃料量与喷射器的操控持续时间（ti）相关，其特征在于，针对至少一个喷射器查明针对喷射器个体的、用于操控持续时间（ti）的修正值（dtv），所述修正值与待喷射的燃料的压力（p_ist）和温度（T）相关，并且在考虑所述针对喷射器个体的修正值（dtv）的情况下，针对该喷射器进行操控。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于操控内燃机中燃料喷射设备内的喷射器的方法。
背景技术
燃料喷射设备借助于一个或多个喷射器（也称为喷射阀或喷射喷嘴）实现了对内燃机中燃烧所需的燃料的定量配给。对汽油直喷和共轨喷射来说，燃料直接喷射到燃烧室中。对内燃机的燃烧质量和进而消耗以及排气特性来说，燃料量的定量配给是十分重要的。
然而，定量配给的燃料量受喷射器自身的特性影响。由于在内燃机内部使用的喷射器中出现的样本偏差，由该喷射器定量配给的燃料量大多是不同的，这引起了降低的燃烧质量。特别是在所谓的小量范围（部分冲程范围、弹道范围）中，喷射器的相关的样本偏差影响特别大。为了解决这个问题，使用了喷射器校准方法，其中针对喷射器个体建立操控持续时间（ti）和喷射量（q）之间的关联，以便能够将该关联用于未来的喷射。
在DE 10 2009 003 212 A1和DE 10 2009 003 211 A1中描述了不同的喷射器校准方法。然而这些方法在调节技术方面在下述情况下是非常耗费的：针对每个操控过程查明用于调节的测量参量。
值得期待的是，简化喷射器校准。
发明内容
根据本发明提出了一种具有根据权利要求1所述的特征的、用于操控内燃机中燃料喷射设备的喷射器的方法。有利的设计方案是从属权利要求以及随后的说明的主题。
本发明基于这样的认识，即当替代耗费的调节仅使用与压力和温度相关的、针对喷射器个体的修正值用于操控持续时间时，尤其对于弹道范围（ballistischer Bereich）来说，可以在质量保持几乎不变然而大幅降低计算成本的情况下执行喷射校准。对喷射持续时间本身的耗费的调节不是必须的。各个阀之间的差别或阀老化的效应通过简单的方法进行适配，并且能够作为修正值直接引入到操控持续时间的预操控中，尤其当不能进行喷射持续时间的调节时。即使在不通过使用与压力和温度相关的特征值进行调节的情况下，本发明也弥补了喷射阀的样本偏差和老化效应。该特征值直接引入到对喷射阀的预控制中并始终供使用，例如在起动时，在未调节就绪（Nichtregelbereitschaft）时等。
在优选的实施方案中，在特征曲线族中存储了多个针对喷射器个体的修正值。然后简单地考虑由特征曲线族得到的、针对喷射器个体的修正值用于修正操控持续时间。可以降低计算成本，因为特别是省略了这样的必要性，即所谓实时地由测量值来查明修正值。反之，（通常在整个运行持续时间期间任意的预定的或规律的时间点）预先确定修正值就足矣，也就是说，在修正值实际参与操控之前，且随后仅仍从特征曲线族读取。
在本发明的框架内，一种持续时间称为操控持续时间（ti），在该持续时间中主管的控制器为喷射器加载电流，也就是说进行操控。其中喷射器至少部分打开且进而喷射燃料的持续时间称为喷射持续时间（t_offen）。由于机械的、液压的和电的延迟，喷射器的打开过程在操控开始之后开始了第一延迟持续时间，并且关闭过程在操控结束之后结束了确定的第二延迟持续时间（也称为关闭延迟持续时间）。
当针对喷射器个体的修正值以该喷射器的实际喷射持续时间和额定喷射持续时间之间的偏差为基础来查明时，可以实现特别精确的修正。
查明用于至少一个运行点—该运行点至少通过待喷射的燃料的压力和温度表征—的针对喷射器个体的修正值的简单的可能性在于，当待喷射的燃料的压力固定且温度固定时改变额定喷射量并进而改变额定喷射持续时间，并且由实际喷射持续时间与额定喷射持续时间相关性来查明针对喷射器个体的修正值。
根据优选的实施方案，针对额定喷射量，例如通过传统的方式来确定第一操控持续时间并将其用于操控。然后，（例如基于模型或测量技术）来查明由此得到的实际喷射持续时间，并且将其与额定喷射持续时间进行比较。如果实际喷射持续时间过长，则缩短操控持续时间，如果实际喷射持续时间过短，则延长操控持续时间。在此如果达到了额定喷射持续时间，则可以由老的和新的操控持续时间的差来确定针对喷射器个体的修正值。可以尤其简单地执行这种查明，并提供良好的结果。为了进行改进，可以执行内插法或外推法，以便更精确地确定操控持续时间和喷射持续时间之间的关系。
同样有利的是，针对喷射器个体的修正值被确定作为调节的积分值，其中基于额定喷射持续时间来调节实际喷射持续时间。在由积分值来查明针对喷射器个体的修正值之后，进行积分仪的重置。
根据本发明的计算单元、例如机动车的控制器尤其在编程技术方面设置用于，执行根据本发明的方法。
方法以软件的形式执行同样是有利的，因为这引起了特别低的成本，尤其当执行的控制器还用于其它任务且因此本身就存在时。用于提供计算机程序的合适的数据载体特别是软盘、硬盘、闪存、EEPROM、CD-ROM、DVD等。还可以通过计算机网络（因特网、局域网等）下载程序。
由说明书和附图得到本发明的其它优点和设计方案。
当然，前文所述和下文仍将阐述的特征不仅能以分别给出的组合使用，而且也能以其它组合或单独使用，而没有背离本发明的范围。
附图说明
本发明根据实施例在附图中示意性示出并且在下文中参考附图详细地进行描述。
图1极其简化地示出了具有燃料喷射设备和多个喷射器的内燃机；
图2a示意性示出了在关闭的运行状态中喷射器的示例性实施方案的细节视图；
图2b示意性示出了在打开的运行状态中喷射器的示例性实施方案的细节视图；
图3示意性示出了在部分冲程运行中喷射器的时钟走向和针行程走向；
图4示出了根据本发明的优选实施方案用于喷射器的操控图表。
具体实施方式
在图1中示出了内燃机10，其包括燃料存储器12，借助于输送系统14将燃料从该燃料存储器输送至燃料高压管路16中。该高压管路16例如设计为共轨。高压管路16与喷射器18连接，该喷射器能将燃料直接喷射至分别配属于喷射器18的燃烧室20中。由计算单元、在此为控制器22来控制内燃机10和特别是燃料喷射设备的运行，在此燃料喷射设备具有输送系统14、高压管路16和喷射器18。控制器22能获取输入值和提供输出值或者操控执行器、特别是操控喷射器18。
在图2a中放大地示出了处于关闭状态中的图1中示出的喷射器18，在图2b中示意性示出了处于打开状态中的喷射器。喷射器18具有电磁执行器，该执行器具有励磁线圈26和与该励磁线圈26共同作用的电枢30。电枢30如此与阀针28连接，使得电枢能关于阀针28的图2中竖直的运动方向移动。阀弹簧36将弹力施加到阀针26上，从而将阀针保持在阀座38中。
通过控制器22对喷射器18的操控引起了对励磁线圈26的供电，由此电枢30向上移动，从而电枢在接合到止挡部32中之后使阀针28反克服弹力从其阀座38向外运动。在图2b中示出了这种情况。在那里可以将燃料42从喷射器18喷射到燃烧室20中。
图3中示例性示出了喷射器18在部分冲程运行中的简化的时钟走向（Taktverlauf）46和针行程走向44。在时刻T0，借助于所谓的时钟信号46通过控制器22进行对喷射器18的操控。借助于称为提升延迟48的时间上的延迟，在时刻T1才打开喷射器18。在时刻T2，借助于时钟信号46结束对喷射器18的操控，并且在时刻T3再次关闭喷射器18。时刻T0和T2之间的时间段称为操控持续时间50，而时刻T1和T3之间的时间段称为喷射持续时间51，并且时刻T2和T3之间的时间段称为关闭持续时间52。
控制器22设置为在编程技术方面用于执行根据本发明的方法，如在下文中参考图4示例性描述的那样。
图4中示出了本发明的优选实施方案的操控图表，其中例如在共轨16中以待喷射的燃料的额定喷射量q_soll和实际压力p_ist为基础来确定操控持续时间ti（参见根据图3的50）。该操控图表划分为：传统的预控制部分400，其在图4中在上半部分中示出；以及额外的修正部分500，其在图4中在下半部分中示出。
下面现在要说明预控制部分400的作用方式。由额定喷射量q_soll和实际压力p_ist确定用于喷射持续时间的标准值te_lin，其中实际压力p_ist经过修正元件410，该修正元件尤其执行所谓的贝努利修正。在修正元件410中根据参考喷射量、参考压力和实际压力来确定用于喷射量的修正因数。
将标准值te_lin输送给第一特征曲线元件420，该第一特征曲线元件确定操控持续时间te。将第一修正值tv以相加方式输送给操控持续时间te，以便确定真正的操控持续时间ti*。第一修正值tv与实际压力p_ist相关地由另一个特征曲线元件430得到。
在本发明的框架中，通过修正部分500针对喷射器个体来修正刚才描述的预控制。为此，同样以相加方式输入针对喷射器个体的修正值dtv，以便确定操控持续时间ti。针对喷射器个体的修正值dtv由压力和温度相关的特征曲线族元件510得到，将待喷射的燃料的温度T和实际压力p_ist输送给该特征曲线族元件。例如可以测得温度。有利地也可以涉及用于喷射器中燃料的模型化温度。特征曲线族元件510尤其用于简化计算成本，因为为了确定操控持续时间ti，仅需要读出用于给出的运行点（压力和温度）的、相应的针对喷射器个体的修正值dtv。
通过适配元件520—有利地由坐标方位仪（作为控制器中的编程部件）来控制—实现对特征曲线族元件510的填充，其中随后要详细描述优选的实施可能性。坐标方位仪的任务是，监控用于适配的接通条件；触发校准以及释放修正值。
由额定喷射量q_soll和实际压力p_ist出发，由例如按经验填充的特征曲线元件530来确定额定喷射持续时间t_offen_soll。同时以基于模型的计算元件530为基础来确定实际喷射持续时间t_offen_ist，例如将施加在喷射器上的电压Uv输送给该计算元件530。可选地，也可以测量实际喷射持续时间。
将在额定喷射持续时间和实际喷射持续时间之间的差值输送给适配元件520。
根据本发明的一种优选实施方案，适配元件确定了实际喷射持续时间与额定喷射持续时间的相关性用于固定的运行点。随后可以由这种相关性来确定用于运行点（p_ist/T）的相应的修正值dtv。
如果开始额定喷射持续时间t_offen_soll和实际喷射持续时间t_offen_ist之间的差值就大于零，也就是说t_offen_soll>t_offen_ist，则延长操控持续时间，在优选的设计方案中，延长了可预定的值Δ。这按步骤重复，直至最终实际喷射持续时间t_offen_ist大于或等于额定喷射持续时间t_offen_soll。在第一种设计方案中，由瞬时和初始的操控持续时间的差值来确定相应的针对喷射器个体的修正值dtv为dtv=ti-ti*。
在另一种设计方案中，为了改进结果可以执行外推法或内插法。为此在结束时由实际喷射持续时间和操控持续时间得到的值对ti（t_offen_ist）被中间存储。随后，由中间存储得到了两个值对ti_1（t_offen_ist_1）和ti_2（t_offen_ist_2），所述值对距额定喷射持续时间t_offen_soll最近（沿相同或不同方向），以便由此通过外推法或优选内插法来确定ti（t_offen_soll）。在此又由差值dtv=ti-ti*来确定所属的针对喷射器个体的修正值dtv。
如果在开始时额定喷射持续时间t_offen_soll和实际喷射持续时间t_offen_ist之间的差值小于零，也就是说t_offen_soll<t_offen_ist，则缩短操控持续时间，在优选的设计方案中，缩短了值Δ并相应地继续进行。
Claims (12)
1.一种用于操控内燃机（10）中燃料喷射设备内的喷射器（18）的方法，其中，所述燃料喷射设备包括多个喷射器（18），并且其中，借助于喷射器（18）喷射的燃料量与所述喷射器的操控持续时间（ti；50）相关，其特征在于，针对至少一个喷射器（18）查明针对喷射器个体的、用于操控持续时间（ti；50）的修正值（dtv），所述修正值与待喷射的燃料的压力（p_ist）和温度（T）相关，并且在考虑所述针对喷射器个体的修正值（dtv）的情况下，针对所述喷射器（18）进行操控，其中，所述针对喷射器个体的修正值（dtv）以所述喷射器（18）的实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）和额定喷射持续时间（t_offen_soll）之间的偏差为基础来查明。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述针对喷射器个体的修正值（dtv）经由压力-和温度相关的特征曲线族（510）进入所述操控持续时间（ti；50）的预控制。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在考虑所述针对喷射器个体的修正值（dtv）的情况下，在部分冲程运行中，针对所述喷射器（18）进行操控。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述额定喷射持续时间（t_offen_soll）借助于与待喷射的燃料的额定喷射量（q_soll）和所述压力（p_ist）相关的特征曲线族（530）来查明。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，所述实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）被测得或基于模型来确定。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，在待喷射的燃料的压力固定和温度固定的情况下改变额定喷射量（q_soll），以便由此改变所述额定喷射持续时间（t_offen_soll），并且由所述实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）与所述额定喷射持续时间（t_offen_soll）的相关性来查明所述针对喷射器个体的修正值（dtv）。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，当所述实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）比所述额定喷射持续时间（t_offen_soll）长时，延长所述操控持续时间（ti；50），并且由所述操控持续时间的变化来查明所述针对喷射器个体的修正值（dtv）。
8.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，当所述实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）比所述额定喷射持续时间（t_offen_soll）短时，缩短所述操控持续时间（ti；50），并且由所述操控持续时间的变化来查明所述针对喷射器个体的修正值（dtv）。
9.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，所述针对喷射器个体的修正值（dtv）被确定作为调节的积分值，其中基于所述额定喷射持续时间（t_offen_soll）来调节所述实际喷射持续时间（t_offen_ist；51）。
10.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，由坐标方位仪来控制对所述针对喷射器个体的修正值（dtv）的查明，所述坐标方位仪监控用于喷射器校准过程的接通条件、触发喷射器校准过程和/或释放所述针对喷射器个体的修正值（dtv）。
11.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其中，在运行期间在预定的时刻或规律地或当出现预定的条件时来确定所述针对喷射器个体的修正值（dtv）。
12.计算单元，其设置用于，执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。
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