CN103328796A - 用于确定喷射器的控制量的方法 - Google Patents

Abstract

介绍了用于确定喷射器（10）的控制量的方法和装置。所述方法尤其用在机动车的内燃机中的喷射器（10）上。在此，在一定的时间间隔里操控所述喷射器（10），该时间间隔足够短暂，从而还没有将燃料喷射（38）到燃烧室（40）中，并且一种系统响应跟随此后，该系统响应通过所述控制量的回流引起压力的下降，其中在所述压力的下降的基础上来确定所述控制量。

Description

用于确定喷射器的控制量的方法

技术领域

本发明涉及一种用于在进行共轨喷射时确定喷射器的控制量的方法以及一种用于实施所述方法的装置。所述方法尤其用在机动车的内燃机上。

背景技术

在内燃机中进行也称为储存喷射的共轨喷射时，用高压泵将燃料置于较高的压力水平。将这种处于压力之下的燃料输送到燃料集流管（共轨）中，在所述燃料集流管上又连接着至少一个喷射阀或者说一个喷射器。这个喷射器将燃料直接喷射到所述内燃机的燃烧室比如机动车的内燃机中。

从公开文献DE 10 2005 006 361 A1中公开了一种用于运行内燃机的方法，对于该方法来说将燃料至少暂时地在压力之下输送到这里也被称为燃料集流管的轨中。在该轨上连接着至少一个喷射器，该喷射器将燃料直接喷射到所分配的燃料室中。对在进行至少一次喷射时在所述轨中出现的压差进行检测。在此将所述轨视为基本上封闭的系统。通过这种方式可以精确地确定燃料量。

对于柴油-共轨-系统来说，燃料的能够压缩的体积处于单次喷射的燃料量的数量级中。因此，所述高压泵必须连续地用于维持压力。

柴油-共轨系统的目前所使用的喷射器大多数间接地通过所谓的伺服阀来转换。在此，在进行电的操控时操纵所述伺服阀，该伺服阀由此降低加载在所述控制室中的燃料压力，方法是该伺服阀将燃料也就是所谓的控制量通过所定义的节流阀来排放到喷射器回流管路中。通过所输送的高压和降低的压力之间的如此形成的压差通过对于喷射器-液压系统中的伺服阀的操控来打开喷射器喷嘴并且将燃料也就是喷射量喷射到燃烧室中。为了所述轨或者说蓄压器中的液压的压力没有通过所述喷射而随着时间（im zeitlichen Mittel）下降，必须将燃料补充输送到所述轨中。这种补充输送通过轨压调节器来进行，所述轨压调节器借助于轨压传感器来测量当前的轨压并且通过定量装置来调节输送到所述轨中的燃料，或者通过调节单元来调节从所述轨中流出的燃料量。

通过所述定量装置的位置或者轨压调节器应用，知道输送到所述轨中的总量。类似地，关于测量方法也可以使用调压阀的位置或者轨上的类似的调节单元。因此，补充输送到所述轨中的量在轨压恒定时相当于由喷射量、喷射器泄漏和控制量构成的总和。在行驶运行中，目前只能有限制地对这些量参量（Mengengrößen）进行有区别的测量。

公开文献DE 10 2005 028 137 A1说明了一种用于测量高压喷射系统的喷射器的控制量的方法。在此所述控制量通过处于安装的状态中的喷射阀的彼此间的比较并且/或者通过与绝对的极限值之间的比较来确定。在此一直为每个喷射阀重复所描述的工艺规程，直到每个喷射阀都一次性切断。通过这种方式可以对处于安装的状态中的喷射器的控制量进行检查。

本发明的任务是，介绍一种方法，利用该方法可以如此支持对于尤其伺服支持的喷射器的操控，从而可以在与其它影响或者说量分开的情况下依据喷射器特点来测量出现的控制量。此外应该识别，自何种操控持续时间起所述喷射器仅仅将燃料的控制量和/或者实际的喷射量输出到燃烧室中。

发明内容

在这种背景下，介绍一种按权利要求1所述的方法和一种具有权利要求10所述特征的装置。设计方案从从属权利要求和说明书中获得。

因此，当前的方法基于所述压力的下降，其中可以测量所述轨中或者喷射器中的压力。这种压力降比如在轨压信号中显示出来。在此在一定的时间间隔里来操控所述喷射器，该时间间隔足够短暂，从而还没有将燃料喷射到燃烧室中，并且一种系统响应（Systemverhalten）跟随此后，该系统响应引起所述控制量的回流。

在一种设计方案中，通过所述燃料输入管路中或者轨中的压力测量来探测所述输入管路和/或喷射器或者说轨中的通过喷射过程也就是喷射量和控制量引起的压力扰动。比如可以在轨压信号中识别所述压力扰动。从现在起，在测量所述轨压扰动时对实际的控制量和喷射量进行区分。可以进行这种分开，如果如此短地用电的方式来操控所述喷射器，使得所述伺服阀短暂地打开，但是不会出现所述喷射器的燃料喷射。所述轨中或者所述喷射器本身中或者所述输入管路中的能够探测到的压力扰动由此直接与所述控制量相关。可以根据气缸或者也可以根据单个的喷射结量来直接分辨（Auflösung）。

在一种作为替代方案的设计方案中确定，需要何种燃料量，用于以时间的手段对通过所述控制量引起的压力降进行平衡。通过这种方式来确定所述控制量。在此有利的是，知道必须补充输送何种量，用于以时间的手段对所述压力降进行平衡。

如果测量所述轨上的压力，那就确定，既存的轨压调节器或者说轨上的调压阀必须如何作出反应，用于以时间的手段将所述轨压保持恒定。所述轨压比如对于轿车来说处于2000bar的范围内。对于载货车来说，这个数值通常更高。

由此介绍一种方法，利用该方法至少在一些实施方式中可以根据喷射器特点在与其它的影响分开的情况下测量所述控制量。为此，可以使用设置在喷射器输入管路中或者设置在所述喷射器本身中或者设置在所述轨中的压力计。对于所述方法来说，仅仅很短暂地操控有待测量的喷射器，使得所述伺服阀打开并且存在着一种控制量，但是所述喷射器喷嘴还没有打开并且所述喷射器还没有释放喷射量。控制量的流出导致所述喷射器输入管路中或者所述喷射器或者轨中的压力扰动，所述压力扰动可以通过既存的压力传感器来检测。随后可以通过相应的计算方法来求得流出的控制量。

在所述方法的一种设计方案中，使用已知的轨压调节器结构。对于所述方法来说，比如仅仅很短暂地操控有待测量的喷射器，使得所述伺服阀打开并且存在着一种控制量，但是所述喷射器还没有释放喷射量。为此仅仅对所述喷射器操控较短的时间比如大约120-s。所述控制量的流出导致所述喷射器输入管路/喷射器本身和轨中的压力扰动，所述压力扰动可以通过所述轨压调节器来检测并且以时间的手段来调节。随后通过轨压调节器参量的相应的计算方法可以计算流出的控制量。

可以利用对喷射器所独有的控制量的了解，用于相对地测量并且校正各个喷射器之间的加工离散度并且在监控方法的范围内获取关于各个喷射器的状态比如老化等等的信息。可以在车辆的运行中或者也可以在放置在维修点的期间以有规律的间隔来实施这种监控方法。

所述方法的另一个优点在于，比如对于共轨系统上的量平衡调节来说在喷射过程中借助于所述轨压扰动来提高功能精度，在出现所述轨压扰动时只能使由各个喷射器的控制量和喷射量构成的总量相同。利用对所述控制量的了解，所提到的方法还可以尤其为喷射量计算而进行更为精确的校正。

在另一种设计方案中，可以从对所述控制量的了解中获益，这种设计方案是通过所谓的空白射出（Blank-Shots）来进行轨压下降调节。对于所述空白射出-方法来说，同样仅仅如此短暂地操控所述喷射器，从而仅仅存在一种控制量但是不存在喷射量。将这一点用于在发动机的比如转换为推进运行的负荷转换过程中减小所述轨压。这种轨压下降的速度在此取决于各个控制量的大小。只要知道或者说测出所述控制量，那就可以更加精确地对这种轨压下降功能进行预控制。此外，对于空白射出-方法来说要注意，仅仅存在一种控制量并且不存在喷射量，也就是没有进行喷射，这同样可以用所描述的方法来监控。

在取决于所述喷射器原理的情况下，也可以通过在这方面所描述的方法来探测，自所述喷射器的何种加载的操控持续时间起除了所述控制量之外也在实际上将燃料喷射到燃烧室中。在该操控持续时间里所述喷射器根据轨压在实际上打开并且进行喷射，该操控持续时间是关于所述喷射器或者说喷嘴的老化状态的重要的特征参量并且可以用于对喷射器组合特性曲线也就是所述喷射量的取决于操控持续时间的依赖性进行校正。此外，所求得的最大的操控持续时间可以用于所述空白射出-方法，用于在调节的情况下能够实现最大的轨压下降，其中在所述最大的操控持续时间里还不存在着喷射量。

本发明的其它优点和设计方案从说明书和附图中获得。

不言而喻，前面提到的和下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中使用而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。

附图说明

图1是所述喷射器的一种实施方式；并且

图2是所说明的方法的一种可能的流程的流程图。

借助于实施方式在附图中示意性地示出了本发明并且下面参照附图对其进行详细描述。

具体实施方式

在图1中以示意图示出了在总体上设有附图标记10的喷射器的一种实施方式。此外，该示意图示出了具有用于对轨压进行检测的与调压阀16相耦合的传感器14的轨12、燃料箱18和具有高压阀22的定量单元20。借助于定量装置20，将处于压力下的燃料从所述燃料箱18输送到轨12中。所述轨12中的压力用所述传感器14来检测并且可以用所述调压阀16来调节。

所述喷射器10包括喷射30、喷嘴针32、控制阀或者说伺服阀34，在所述控制阀或者说伺服阀34中设置了控制室36。为了将燃料喷射（箭头38）到燃烧室40中，对所述伺服阀34进行操纵，其中所述控制量从所述控制室36经过回流管路44回流。随后朝所述燃烧室40中进行喷射38。为此所需要的燃料通过输入管路42从轨12中取走。在此，除了喷射器泄漏之外，从所述轨12中不仅取走所述喷射量而且取走所述控制量。

现在，所介绍的方法能够区分喷射量和控制量。

为了测量所述控制量，在此典型地选择所述喷射器10的合适的运行状态。对于4冲程发动机来说，对此比如气缸的换气冲程是合适的，因为在这个时间里所述喷射器10不必进行喷射。在所述喷射器12的这样的“喷射暂停”的时间里，通过比如软件支持的方法来如此短暂地操控所述喷射器10，使得所述伺服阀34的控制量回流，但是所述喷射器10的喷嘴30没有打开。

所述喷射器输入管路42中或者说所述轨12或者说喷射器10中的通过所述控制量引起的压力降在实施所述方法时用所述传感器14来探测。通过这种方式确定的压力降可以在控制仪中换算为燃料控制量。典型地以较高的频率进行多次操控，由此得到提高的压力降，随后可以探测到所述压力降并且将其换算为单个的控制量。由此可以实现所述方法的提高的精度。在此所述方法得到简化，如果在所述高压泵的输送暂停之内实施所述测量过程。

在所述方法的一种作为替代方案的设计方案中，借助于轨压调节器或者说调压装置优选借助于所述定量单元20和/或调压阀16来对所述喷射器输入管路42中或者说所述轨12中或者说所述喷射器10中的通过所述控制量引起的压力降进行平衡。

通过所述调压阀16的输出管路50或者说所述定量单元20的位置，可以确定补充输送的量。如果一次用所谓的空白射出并且一次在没有所谓的空白射出（无喷射量）的情况下实施所述方法，那就可以确定单个的喷射器10的控制量。为了提高所述方法的精度，同样可以多次短暂地先后操控所述喷射器10并且探测这个总控制量的燃料补充输送需求，随后可以将所述燃料补充输送需求换算为单个的控制量。

所描述的测量方法可以根据喷射器特点并且以不同的事先所定义的轨压来实施。所述控制量尤其是所述轨压的函数。

可以将如此求得的喷射器所特有的控制量在控制仪中保存在组合特性曲线中。随后，前面所描述的功能可以动用这些学习值。

在所述方法的另一种实施方式中，总是可以进一步所述喷射器10的测试操控持续时间，直到所述喷射器10释放控制量并且在进一步提高所述操控持续时间时所述喷射器10打开并且存在着喷射38。如果所述调压阀16或者说定量单元20的所属的所探测到的燃料补充喷射需求在从零量转换为控制量时并且/或者在从控制量转换为控制量+喷射量时在补充输送需求中具有显著的特征，那就可以学到所属的操控持续时间并且将其保存在组合特性曲线中，在所述操控持续时间里所述喷射器10首次打开。由此可以对所述喷射器10的操控持续时间组合特性曲线进行校正。

所描述的方法可以用软件来实施。其突出之处在于，在一种运行状态中用电比如来操控所述喷射器10，在这种运行状态中不像比如在换气冲程中的情况一样需要喷射38。此外，这可能涉及多次很短暂的操控。

所介绍的方法尤其用在伺服支持的喷射器上，对于所述伺服支持的喷射器来说在所述轨或者喷射器中或者在喷射器输入管路中存在着至少一个压力传感器并且存在着轨压调节单元。

在图2中以流程图示出了所描述的方法的一种可能的流程。在第一步骤100中对所述喷射器进行短暂的操控。在此要注意，将所述操控持续时间选择得如此之短，从而没有朝燃烧室中进行喷射。通过对于短暂的操控来说必需的控制量，在所述轨中产生压力降（步骤102），该压力降在另一个步骤104中用压力测量单元来检测。在最终的步骤106中确定，必须向所述轨输送多少燃料，用于对这种压力降进行平衡。这种燃料量相当于所述控制量。

Claims (10)

1.用于确定喷射器（10）尤其机动车的内燃机中的喷射器（10）的控制量的方法，其中在一定的时间间隔里操控所述喷射器（10），该时间间隔足够短暂，从而还没有将燃料喷射（38）到燃烧室（40）中，并且一种系统响应跟随此后，该系统响应引起控制量的回流，其中在压力的下降的基础上来确定所述控制量。

2.按权利要求1所述的方法，其中测量所述下降并且从所测量的下降中来计算所述控制量。

3.按权利要求1所述的方法，其中通过对所述压力的下降进行平衡来确定所述控制量。

4.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其中借助于用于对所述压力的下降进行平衡的调压装置来确定所述控制量。

5.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中测量所述喷射器（10）中的压力。

6.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中测量轨（12）中的压力。

7.按权利要求1到4中任一项所述的方法，其中测量管路（42）中的压力。

8.按权利要求1到7中任一项所述的方法，其中将所求得的控制量的数值保存在组合特性曲线中。

9.按权利要求1到8中任一项所述的方法，在气缸的换气冲程中或者在不存在力矩愿望时实施所述方法。

10.用于确定喷射器（10）尤其机动车的内燃机中的喷射器（10）的控制量的装置，该装置设计用于在一定的时间间隔里操控所述喷射器（10），该时间间隔足够短暂，从而还没有将燃料喷射（38）到燃烧室（40）中，并且通过所述控制量的回流来引起压力的下降，其中所述装置此外设计用于在所述压力的下降的基础上来确定所述控制量。

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