CN103492693A - 用于校准机动车的燃料配量系统的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于校准内燃机的、尤其是机动车的内燃机的燃料配量系统的方法，其中以第一触发持续时间触发具有第一测试喷射的第一喷射器，并且以第二触发持续时间触发具有第二测试喷射的第二喷射器，并且求得由此得出的总体激励作为第一喷射器的第一激励和第二喷射器的第二激励的叠加，其中由此求得总体振动，由所述总体振动重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励，并且基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励与其他的喷射器无关地实施零油量校准，由此求得对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。此外本发明提供了一种相应的装置。

Description

用于校准机动车的燃料配量系统的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于校准内燃机的、尤其是机动车的内燃机的燃料配量系统的方法和装置。

背景技术

在这里涉及的类型的现代燃料喷射系统中、比如像在共轨柴油喷射系统中，为了改善混合气制备（Gemischaufbereitung）而在相应的主喷射之前或者之后同时进行具有相对小的燃料量的部分喷射。在此通常基于相应的驾驶员的扭矩要求计算所提到的主喷射。所提到的部分喷射的喷射量应该尽可能小，以便避免排放缺点。另一方面，喷射量必须足够大，进而在考虑所有容差源的情况下始终排出对于相应的燃烧过程必需的最小量。这种改善的混合气制备实现了减小的废气排放以及降低的燃烧噪音。

在提到的部分喷射时较小的燃料量需要相应喷射量的精确配量。如果完全取消部分喷射，例如因为现有的、对于共轨喷射系统来说为喷射器的喷射组件，由于通常的容差在基本的触发信号时还未喷射，则这对内燃机的运行有显著的影响，这例如通过在燃烧时提高的噪声生成表现出来。对于提前喷射的量精度的重要的容差源是各个喷射器所谓的漂移（Drift）。

在所提到的共轨柴油喷射系统中，借助高压存储器、所谓的“轨道”使得压力产生和喷射彼此脱耦，其中所述喷射压力与发动机转速和喷射量无关地产生并且在高压存储器中供给喷射。在此，各个喷射时刻和各个喷射量在电子发动机控制器中被计算并且由内燃机的每个汽缸的相应的喷射器通过遥控阀混入。在此保证了始终以尽可能高的精度实现提到的部分喷射。

在制造相应的燃料配量系统的喷射器时出现的制造公差引起相应喷射器在工作特性参数上的不同，这种不同经常在超出各个喷射器的或者说燃料配量系统的使用寿命时才出现或者在使用寿命期间甚至差异程度变得更强。为此产生燃料配量系统的喷射器通常具有不同的量特性曲线，也就是说在喷射量、轨道压力和触发持续时间之间的不同的相关性。这导致即使在非常精确的触发时，不同的喷射器也以不同的燃料量注入相应的燃烧室中。

根据所谓的零油量校准实现提到的最小量的配量。这例如在文献DE 199 45 618 A1中得到描述。在此在相应内燃机的所谓的推进运行中触发单个喷射器并且逐步地提高触发持续时间，直到对于最少触发持续时间来说出现量储备信号（简称：量信号）的改变、例如在内燃机上可测量的转矩提高，根据所述转矩提高可辨别出，从现在起发生喷射或者说喷入。于是，现有触发持续时间对应于对于有关的内燃机、也就是说内燃机的汽缸的喷射刚好开始的运行状态。关于内燃机的所有的喷射器或者说汽缸相应地实施该做法。在此求得的触发持续时间存储在所谓的触发特性曲线中，在喷射器的之后的触发中在零油量校准的范围中应用所述触发特性曲线，其中触发持续时间的当前值分别转化成对于有待供给的燃料量的校正系数。

此外，由DE 10 2008 002 482 A1已知用于校准内燃机的燃料配量系统的一种方法和一种装置，其中触发具有带有第一测试喷射量的第一测试喷射的至少一个喷射器，并且求得在此产生的第一量信号。在此确定第一最少触发持续时间并且此外规定，触发具有带有与第一喷射量不同的第二喷射量的至少一个第二测试喷射的至少一个喷射器，并且求得在此产生的至少第二量信号，其中对于该至少第二喷射量确定至少第二最少触发持续时间。然后，根据第一最少触发持续时间和至少第二最少触发持续时间以及第一量信号和至少第二量信号实施回归计算（Regressionsberechung）。借助其中介绍的方法能够在零油量校准时以下方法改善学习方法，即减少对于校准值的学习来说所需要的时间。

发明内容

在上面已经提到的零油量校准时，将具有可变的触发持续时间的测试喷射推进式地实施在汽缸或者说配属于汽缸的喷射器上。在每个触发持续时间时计算例如能够通过处理测量的转速信号求得的从属的量储备信号。在此触发持续时间变化，直到达到量信号的预先给定的额定值。在下一步中计算并且不草率地存储触发持续时间学习值。所述方法在此逐个应用于在多个轨道压力级处的每个喷射器。

因此按顺序地实现在相应轨道压力级处的各个喷射器的校准。

现在，本发明的任务是加速上述学习值的求取。

该任务通过按照独立权利要求1所述的方法或者说按照独立权利要求8所述的相应的装置来解决。在各个从属权利要求中表示出有利的实施方式。

根据按照本发明的方法规定，为了校准内燃机的、尤其是机动车的内燃机的燃料配量系统，触发具有第一测试喷射和第一触发持续时间的第一喷射器和具有第二测试喷射和第二触发持续时间的第二喷射器，并且求得由此得出的总体激励作为第一喷射器的第一激励和第二喷射器的第二激励的叠加。然后由此求得总体振动，由所述总体振动重建第一喷射器的第一激励和第二喷射器的第二激励。于是，基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励与其他的喷射器无关地实施零油量校准，由此求得对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。

在此，在推进式地通常的零油量校准时实现学习值的求取。当然，所提供的方法关于学习过程总是自给自足地并行实施在两个喷射器上。由两个喷射器中的每个测试喷射得出传动系的激励。所述激励因为并行或者说大致同时而叠加在传动系上。相应的转速信号分析由此求得具有绝对值和相位的总体振动。于是，由此根据矢量加法的原理重建相应单个喷射器的激励。然后，像在之前提到的“通常”的零油量校准时，基于对于相应喷射器来说重建的量信号自给自足地实现对于每个喷射器的校准。

提供的方法的优点是能够加倍校准速度而不必承受在信号/噪声距离方面的恶化。

根据提供的方法的一种实施方式，推进式地并且大致同时地进行对于第一喷射器的第一测试喷射和对于第二喷射器的第二测试喷射。

根据提供的方法的一种可能的实施方式，第一喷射器或者说配属于第一喷射器的第一汽缸和第二喷射器或者说配属于第二喷射器的第二汽缸在此处于彼此正交。

替代于此，第一喷射器和第二喷射器或者说相应汽缸也能够处于彼此反相或者又根据另一种实施方式也能够彼此这样布置，从而所述第一喷射器和第二喷射器围成角度τ，其中τ不等于90°的倍数。

此外能够规定，将所求得的相应激励作为用于相应喷射器的相应量信号绘制到相应触发持续时间特性曲线中并且存储在所述触发持续时间特性曲线中。

在实施按照本发明的方法时，推进式地以相应测试喷射同时加载两个喷射器。所述测试喷射的每一个引起传动系的可振动构件的激励。能够借助转速传感器测量所述两个被激励的振动产生的叠加。然后，根据按照本发明的方法由叠加的信号重建从属于各个喷射器的相应信号的幅值。

此外，本发明涉及一种用于校准内燃机的、尤其是机动车内燃机的燃料配量系统的装置。所述装置包括以第一触发持续时间触发具有第一测试喷射的第一喷射器并且以第二触发持续时间触发具有第二测试喷射的第二喷射器的控制器件。此外设有传感器器件，配置所述传感器器件，以便求得由此得出的总体激励作为第一喷射器的第一激励和第二喷射器的第二激励的叠加，并且求得由此得出的总体振动。此外，所提供的装置包括计算器件，配置所述计算器件，以便由所述总体振动重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励。此外，借助于所设置的计算器件、基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励能够与其他的喷射器无关地实施零油量校准，由此求得对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。

所提供的装置尤其能够应用在共轨柴油喷射系统中。

由说明书和附图得出本发明的其他的优点和设计方案。

可以理解，所述以上提到的和以下有待阐述的特征不仅能够以分别指出的组合使用，而且也能够以其他的组合使用，或者能够单独地使用，而未离开本发明的范围。

附图说明

图1在四缸系统的实施例中示出了两个正交的喷射器或者汽缸的幅值信号的叠加的图示以及示出了所述叠加的幅值信号的根据按照本发明的方法的实施方式实施的分解成两个单个的喷射器的相应单个的幅值信号的图示；

图2示出了根据按照本发明的方法的另一种实施方式的第二喷射器的、连同利用第一喷射器并行校准的触发特性曲线，其中所述第一喷射器的触发持续时间在此理解为参数；

图3示出了根据按照本发明的方法的另一种实施方式的第一喷射器的、连同利用第二喷射器并行校准的触发特性曲线，其中所述第二喷射器的触发持续时间这里理解为参数；

图4示出了两个喷射器的两个幅值信号的叠加的图示，所述两个喷射器如此相互放置，从而其围成角度τ，所述角度τ不等于90°的倍数；

图5示出了按照本发明的装置的实施方式的简明框图。

具体实施方式

在图1中示出了由在尤其是机动车的内燃机内部的传动系的能振动的构件的所测量的激励重建两个同时分别加载测试喷射的激励作为按照本发明的方法的实施方式的一部分。在此得出所述测量的激励或者说振动作为通过分别利用测试喷射加载的、两个相应单个的喷射器激励的振动的叠加。

在现在采用四缸系统的实施例的情况下，即两个以相应测试喷射加载的喷射器或者相应配属的汽缸彼此正交。然后，第一喷射器或者从属的汽缸1通过纵坐标表示，而第二喷射器或者从属的汽缸2通过横坐标示出。现在测量的振动首先通过幅值A12和相应的相位α示出。这能够例如作为相应的转速信号的傅里叶变换而实施。由背景技术已知在第一汽缸1或者第二汽缸2上的纯激励或者说振动的相应相位，并且之前已经提及，所述相应相位在这里示出的坐标系中用作轴。之后根据三角函数标准将所述测量的具有幅值A12和相位α的信号投影到两个轴上。于是内容如下：

其中，A12示出了总体振动的、也就是说所述两个通过相应喷射器引起的振动的叠加的幅值，A1示出了汽缸1的重建的幅值并且A2示出了汽缸2的重建的幅值。α由所测量的激励相对于汽缸2的相位或者说汽缸1的相位的相位或者说相位推移（Phasenverschiebung）得出。

由此能够以简单的方式将两个引起总体激励的喷射器1和2的单个激励分解。

然后对于两个喷射器、第一喷射器1和第二喷射器2中的每一个喷射器根据现有技术实施探索算法（Suchalgorithmus），其中跟踪相应喷射器的触发持续时间，直到达到预先给定的目标量并且接下来由此根据现有技术确定之前提及的学习值。

图2描述了根据在具有四缸发动机的机动车上实施按照本发明的方法求得的测试结果。在此三次求得第二喷射器2的触发持续时间特性曲线。在此，使用第一喷射器1的相应触发持续时间作为参数并且分别采用触发持续时间140μs、180μs和220μs。所述三条求得的触发持续时间特性曲线10、20、30在此绘制在一张图表中，所述图表示出第二喷射器1关于以μs为单位测量的触发持续时间T的相应确定的量信号S2。在此，触发持续时间特性曲线10示出了第二喷射器2在第一喷射器的触发持续时间为140μs时的触发持续时间特性曲线。在第一喷射器的触发持续时间为180μs时采纳触发持续时间特性曲线20，并且对于第一喷射器的触发持续时间为220μs的情况采纳触发持续时间特性曲线30。第二喷射器2的三种求得的触发持续时间特性曲线在此在使用的转速分析方法的测量精度范围中恰好彼此重叠。

在图3中示出了用于第一喷射器1的相应的触发持续时间特性曲线的相应的图表，其中这里相对于图2，喷射器1和喷射器2几乎完全“交换”了其角色。在这里示出的图表中描绘了第一喷射器1关于以μs为单位测量的触发持续时间T的相应确定的量信号S1。在此，使用第二喷射器2的触发持续时间作为参数，并且对于触发持续时间特性曲线10’为140μs，对于触发持续时间特性曲线20’为180μs，并且对于触发持续时间特性曲线30’为220μs。这里针对喷射器1求得的三种触发持续时间特性曲线在转速分析方法的测量精度范围中也恰好彼此重叠。

替代于提到的场景（Szenario），在所述场景中以相应测试喷射加载两个正交的喷射器1和2或者说相应的汽缸，也能够激励两个处于反相的喷射器或者说汽缸。于是当对于各个喷射器的喷射量大小相等时，所述两个振动恰好抵消。这例如能够为此使用，即当用于所述补偿的喷射器的相应喷射的绝对值不相关时，两个喷射器恰好相互补偿。

现在图4示出了一种根据按照本发明的方法进行的、由通过两个振动产生并且测量的总体振动的、对通过第一喷射器和第二喷射器分别激励的振动的重建。在此喷射器1和2围成角度τ，所述角度不等于90°的倍数。相应于图1，该情况同样示出在坐标系中，其中第二汽缸2或者说喷射器2示出在水平轴上，并且第一汽缸1或者说喷射器1示出在相对于水平轴旋转τ的轴上。该坐标系的坐标轴因此围成角度τ。测量的信号重新转换成具有幅值和相位的图示并且相应地记录在该坐标系中。在此绘制具有对于喷射器2成角度α的幅值A12。这里类似于在图1中的重建通过应用正弦定律得出单个幅值A1或者说A2的重建。由此得出如下普遍的分析关系：

     。

图5示出了用于控制燃料配量系统的、按照本发明的装置的实施方式的简化框图。示出了内燃机10，该内燃机在确定的时刻时从燃料配量单元30配量得到确定的燃料量。在此存在形式为不同的传感器40、尤其是转速传感器的传感器器件，所述传感器器件求得表征内燃机10的运行状态的测量值15并且将所述测量值相应地转送到控制器20处。此外将另外现有的传感器45的输出信号25导入到控制器20中，所述传感器45求得表征燃料配量单元30的和/或环境条件的状态的参量。这种参量25例如是特定的驾驶愿望。对于另外的参量25例如也能够是环境空气的压力和温度。控制器20从测量值15和另外的参量25出发计算触发脉冲35，以所述触发脉冲加载所述燃料配量单元30。

所述内燃机优选是直接喷射内燃机和/或自点火内燃机。

能够不同地设计燃料配量单元30。例如能够将其设计成之前已经提及并且描述的共轨喷射系统。在这种系统中，高压泵压缩存储器中的燃料。然后，燃料通过喷射器从所述存储器到达进入内燃机的相应燃烧室中。借助喷射器控制燃料喷射的持续时间和/或开始。在此，喷射器优选分别含有电磁阀或者说压电执行器。

每个汽缸分别设有可电操作的阀。以下将影响燃料配量的电磁阀和/或压电执行器称作可电操作的阀。

如此布置可电操作的阀，从而通过阀的开启时间或者说闭合时间确定有待喷射的燃料量。

为了校准燃料配量系统，控制器20这时按照本发明具有控制器件50，所述控制器件用于借助触发脉冲35_1以第一触发持续时间触发具有第一测试喷射的第一喷射器，并且用于借助触发脉冲35_2以第二触发持续时间触发具有第二测试喷射的第二喷射器。此外，配置传感器40、尤其是所设置的转速传感器，以便求得由此得出的总体激励作为第一喷射器的第一激励和第二喷射器的第二激励的叠加，并且求得由此得出的总体振动。此外，所述控制器20具有计算器件55，配置所述计算器件，以便由总体振动重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励，并且基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励与其他的喷射器无关地实施零油量校准（Nullmengenkalibrierung）。由此确定对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。

Claims (9)

1.用于校准内燃机的、尤其是机动车的内燃机的燃料配量系统的方法，其中以第一触发持续时间触发具有第一测试喷射的第一喷射器，并且以第二触发持续时间触发具有第二测试喷射的第二喷射器，并且求得由此得出的总体激励作为所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励的叠加，其中由此求得总体振动，由所述总体振动重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励，并且基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励与其他的喷射器无关地实施零油量校准，由此求得对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。

2.按权利要求1所述的方法，其中求得具有数量和相位的总体振动，由此通过应用矢量加法重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励。

3.按权利要求1或者2所述的方法，其中推进式地并且大致同时地进行对于所述第一喷射器的第一测试喷射和对于所述第二喷射器的第二测试喷射。

4.按权利要求1、2或者3所述的方法，其中所述第一喷射器和所述第二喷射器彼此正交。

5.按权利要求1、2或者3所述的方法，其中所述第一喷射器和所述第二喷射器彼此反相。

6.按权利要求1、2或者3所述的方法，其中所述第一喷射器和所述第二喷射器彼此这样布置，从而所述第一喷射器和所述第二喷射器围成角度τ，τ≠n·90°,n=0,1,2....。

7.按前述权利要求的任一项所述的方法，其中将所求得的相应激励作为用于相应喷射器的相应量信号记入到相应触发持续时间特性曲线中并且存储在所述触发持续时间特性曲线中。

8.用于校准内燃机的、尤其是机动车内燃机的燃料配量系统的装置，所述装置具有控制器件、传感器器件并且具有计算器件，所述控制器件用于以第一触发持续时间触发具有第一测试喷射的第一喷射器并且以第二触发持续时间触发具有第二测试喷射的第二喷射器；所述传感器器件用于求得由此得出的总体激励作为所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励的叠加并且用于求得由此得出的总体振动；配置所述计算器件，以便由所述总体振动重建所述第一喷射器的第一激励和所述第二喷射器的第二激励，并且基于作为用于相应喷射器的相应量信号的相应激励与其他的喷射器无关地实施零油量校准，由此求得对于相应喷射器来说相应的最少触发持续时间。

9.按权利要求8所述的装置，所述装置尤其是应用在共轨喷射系统中。

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