CN103890360B - 用于确定变换压力调节阀的开关状态所需的电流值的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定用于变换燃料供给设备（20）的压力调节阀（38）的开关状态所需要的电流值的方法，其中流经所述压力调节阀（38）的电流从起始值出发改变至目标值，并且检查电流随时间变化的曲线（11），其中当电流曲线（11）具有斜率变化时，则达到用于变换开关状态所需要的值，其中通过电流的第一时间导数（15）检测该变化。

Description

用于确定变换压力调节阀的开关状态所需的电流值的方法

技术领域

本发明涉及一种用于确定电流值的方法、一种用于运行燃料供给设备的方法以及一种具有控制器的装置，构造所述装置以确定电流值。

背景技术

具有燃料存储器并且被称作共轨喷射系统的喷射装置具有两个调节器用于压力调节，其中通过配量单元（ZME）实施流量调节并且通过压力调节阀（DRV）实施压力调节。在压力调节运行中，压力调节阀能够通过配量单元纯粹受控地被操作。在压力调节运行中如此实施压力调节阀的控制，即压力调节阀在包含所有关系紧要的公差源的情况下保持关闭。如果这未被保证，则通过在压力调节阀上出现的持续的泄漏预料到喷射装置以及燃料的不允许的点火和由此引起的燃料消耗的增加。能够通过监控功能识别较高的泄漏并且于是能够实施应急操作。

此外，在压力调节阀上的不可避免的公差衍生物导致喷射装置根据公差范围以在压力调节阀上的过高的打开压力运行。这在故障情况中、像例如在敞开接线的配量单元中由此产生不利影响，即存在比喷射装置的正常压力大得多的压力。不允许所述在这种故障情况下出现的压力导致喷射装置的停工。过高的压力能够引起管路爆裂进而燃料流出到发动机舱中以及降低的稳定性或者喷射装置的组件停止工作。此外，过高的压力能够导致用于将车辆移出危险区的应急能力丧失。考虑到典型的故障识别时间和反应时间，因此必须相应破费地坚固地设计喷射装置的组件。

目前已知针对压力调节阀的不同的适配功能。

在所述一种针对压力调节阀的匹配功能中仅仅在压力调节的运行中进行学习。所述适配发生在关于在压力调节阀上的压力和流量的几乎任意或者仅轻微可控的边界条件下。在此经过压力调节阀的待调整的燃料流量在此总是显著大于0l/h，由此对于压力调节阀的打开压力的公差结论恶化。所述最高压力远低于喷射装置的压力极限，在所述最高压力时能够借助这些功能进行典型地学习。但是从该学习压力出发，公差报告随着增加的压力而恶化。

已知作为其他适配功能的方法，其中在压力调节阀的控制电流改变期间，通过分析轨道压力信号和/或调节器信号确定打开电流。

文献DE 10 2009 045 563 A1描述了用于确定对于内燃机的共轨喷射系统的压力调节阀的至少一个轨道压力-关闭电流数值对。在此所述共轨喷射系统运行在ZME调节运行中，其中对于压力调节阀的控制电流下降，获得在共轨中的随时间变化的压力曲线并且确定轨道压力。根据获得的压力曲线实现关闭电流的确定。此外，由确定的轨道压力和确定的关闭电流形成轨道压力-关闭电流数值对。

在文献DE 10 2004 059 330 A1中描述了用于运行内燃机的燃料系统的方法。在其中考虑经过压力调节阀的流量作为对于适配功能的基础，其中以预调信号预调整压力调节阀，燃料借助压力调节阀能够排出燃料压力存储器，考虑在燃料压力存储器中的额定压力确定所述预调信号。在确定预调信号时，考虑对于流过压力调节装置的燃料量的值。

此外还已知其他的用于确定喷射装置的运行参数的文献。因此，在在文献DE 102004 006 694 A1中描述的用于运行具有喷射系统的内燃机的方法中学习了个别的泵特性曲线。在在文献DE 10 2004 049 812 A1中已知的用于运行燃料喷射装置的方法中，为了补偿制造公差，在通过配量单元调节运行参数时实施基于特性曲线的匹配。

发明内容

在这种背景下，提供了用于确定用于变换燃料供给设备的压力调节阀的开关状态所需要的电流值的方法、运行燃料供给设备的方法和具有控制器的装置。

压力调节阀通常具有两个开关状态。这意味着压力调节阀或者关闭（第一开关状态）或者打开（第二开关状态）。在在开关状态之间变换时，压力调节阀或者打开以便从关闭的开关状态达到打开的开关状态，或者关闭以便从打开的开关状态达到关闭的开关状态。通过其确定压力调节阀的每个开关状态的参量是流经压力调节阀的线圈的电流。所述电流通常升高或者下降用于变换开关状态。

借助本发明能够在技术方案中检测进而确定喷射装置的压力调节阀的用于打开和/或关闭所需要的电流，其中所述为此设置的方法对于高压泄漏是稳固的，因为在电流值的学习期间未对喷射装置的运行状态的稳定性提出高的要求。

所分析的参量是压力调节阀的电流，其曲线标出了压力调节阀的打开时刻和/或关闭时刻。连同在燃料存储器（轨道压力）中在打开和/或关闭时刻邻近的燃料压力，能够获得由对于电流的一个值和对于压力的一个值组成的数对，其中在控制器（ECU）中使用至少这样一个数对用于提供、补充和/或修正压力调节阀的特性。然后使用压力调节阀的特性的更精确的识别用于减少关闭提前，从而通过压力调节阀的开关状态的变换能够更快地对故障状态作出反应，其中压力调节阀根据要求打开或者关闭。

压力调节阀通常具有线圈，在所述线圈中布置相对于线圈可移动的电枢。压力调节阀在技术方案中通过流经线圈的电流关闭或者打开。在此能够在线圈内部布置电枢，所述电枢的位置和/或移动与流动的电流有关。通过该电枢加载压力调节阀的打开，通过所述打开能够排出燃料。

在此通过电流产生的用于关闭压力调节阀的关闭力或者通过电流产生的用于打开压力调节阀的打开力反作用于指向反向的打开力或者关闭力。例如通过燃料的压力引起并且必要时通过弹簧引起所述与电流产生的力、也就是说关闭力或者打开力指向相反的打开力或者关闭力。

通过由电流引起的关闭力和与此相反作用的打开力的相互作用确定所述根据作用方向通过通电流而关闭的压力调节阀的运行，所述打开力通过在燃料供给设备内部的燃料的压力引起、例如通过在燃料供给设备的燃料存储器内部的压力引起。

能够通过流经压力调节阀的线圈的电流值调节所述压力，在所述压力时压力调节阀打开，从而燃料能够从燃料供给设备又排出到储箱中。第一类型的压力调节阀在低电流时、通常当电流为零时打开，而第二类型的压力调节阀在低电流时、通常当电流为零时关闭。第一类型的压力调节阀通过电流的升高而关闭。所述对于电流调节的值越高，燃料必须具有的用于提供打开力的压力越高，以便克服由升高的电流产生的关闭力。在第二类型的压力调节阀中，压力调节阀在电流升高时打开，从而通过所述电流提供打开力，电流越高，所述打开力越大。根据压力调节阀的技术方案，由燃料压力产生的关闭力能够反作用于该打开力，所述燃料压力越高，所述关闭力越大。在第二类型的压力调节阀的其他的变形方案中，能够通过弹簧产生关闭力，而正如在第一类型的压力调节阀中那样，同样能够通过燃料压力产生打开力，燃料压力越高，打开力越大。本发明通常能够用于压力调节阀，在所述压力调节阀中打开力和关闭力通过弹簧力、磁力和/或液压力的相互作用产生。

在本发明的技术方案中，在惯性运行状态首先推迟通过压力调节阀的打开或者关闭的开关状态的变换用于优化高压调节器的控制性能。在此，压力调节阀的电流从起始值出发阶梯式地或者连续地改变到目标值，直至压力调节阀打开或者关闭。根据压力调节阀的类型和/或工作原理，电流从起始值出发下降到更低的目标值，以便或者打开或者关闭压力调节阀。替代地，电流从起始值出发升高到更高的目标值，以便或者关闭或者打开压力调节阀。

在流经压力调节阀的电流曲线中能够不取决于压力调节阀的类型地识别开关状态的、也就是说打开或者关闭的变换时刻，因为通过移动的电枢的感应引起在电流曲线中的斜率变化，通过电流的第一时间导数检测所述斜率变化。在此在电流的第一时间导数中例如可见曲线平坦区，所述曲线平坦区标记电枢移动的开始进而标记压力调节阀的打开过程或者关闭过程。也能够通过在电流的时间导数中的尖峰检测示出打开或者关闭时刻的、在电流曲线中的变化。

所述在所述方法的范围中使用的适配功能用于记住和用于修正关于压力调节阀的打开压力的或者关闭压力的特征的公差。

按照本发明的装置为此构造，即实施所提供的用于确定电流值的方法以及用于运行燃料供给设备的方法的全部步骤。在此也能够由所述装置的各个组件实施所述至少一个方法的各个步骤。此外能够将所述装置的功能或者所述装置的各个组件的功能转化为所述至少一个方法的步骤。此外能够实现所述至少一个方法的步骤作为所述装置的至少一个组件的功能或者整个装置的功能。

由说明书和附图得出本发明的其他的优点和技术方案。

可以理解的是，不仅能够以各个指出的组合而且能够以其他的组合或者单独地使用以上提到的和以下有待阐述的特征，而没有离开本发明的范围。

附图说明

图1以示意图示出了在按照本发明的方法的一种可能的实施方式中使用的图表；

图2以示意图示出了燃料供给设备的实施例和按照本发明的设备的实施方式。

根据在附图中的实施方式示意性地示出本发明并且接下来参照附图详细地描述本发明。

相关并且全面地描述附图，相同的附图标记表示相同的组件。

具体实施方式

在图1中示出的图表分别包括一横坐标1，沿着所述横坐标以秒为单位描述时间。在第一图表中，沿着左侧的纵坐标3以安培为单位描述电流值。沿着第一图表的右侧的纵坐标5以A/s为单位描述电流的第一时间导数值。对于第二图表规定，沿着左侧的纵坐标7以kbar为单位描述压力，并且沿着右侧的纵坐标9以kbar/s为单位描述该压力的时间导数。

此外，图1所示的第一图表包括电流的随时间变化的曲线11，所述电流流经燃料供给设备的压力调节阀。借助该燃料供给设备为内燃机的喷射装置以及进而内燃机的气缸提供燃料。

在此值得注意，燃料压力值不是太高，所述燃料压力的曲线13在第二图表中示出。为此规定，由燃料压力引起的、作用到压力调节阀上的打开力通过压力调节阀的关闭力平衡，所述关闭力由流经压力调节阀的线圈的电流提供。替代地能够通过压力调节阀的弹簧提供关闭力，并且通过电流流经的线圈提供打开力。在此所述电流越大，压力调节阀的打开力越强。

为了实施按照本发明的方法的实施方式，为了变换压力调节阀的开关状态，这里为了打开压力调节阀，从控制器出发提供给压力调节阀的电流值从起始值下降到目标值。在此由控制器获得电流随时间变化的曲线11。此外，由控制器计算并且同样获得电流的第一时间导数15。

对此第一图表示出，初始基本上恒定的电流从大约0.5秒起骤然下降。在此规定，电流的起始值或者说初始的值足够大，以便在当前存在的燃料压力的情况下保持压力调节阀关闭。只要从起始值出发下降的电流在大于0.5秒的打开时刻17时达到打开压力调节阀的值，则电流的曲线11改变其斜率。能够通过电流的第一时间导数15或者说在第一时间导数15的曲线中的特征检测在电流曲线11中斜率变化。在本实施方式中，正如第一图表所示出的那样，当压力调节阀在达到下降充分的电流的情况下打开时，电流的第一时间导数15具有尖峰。替代地或者补充地，导数15在打开时刻17时具有曲线平坦区（Plateau）。由通过检查电流的第一导数15的曲线能够确定的这个值确定压力调节阀的打开时刻17。

在图1所示的第二图表中，除了燃料压力之外也示出了燃料压力的第一时间导数19。压力的第一时间导数19的随时间变化的曲线显示，在压力调节阀打开17时，该随时间变化的曲线同样剧烈变化。

以所述方法通常能够确定用于变换燃料供给设备的压力调节阀的开关状态所需要的电流值。在此流经压力调节阀的电流从起始值出发改变至目标值并且检查电流随时间变化的曲线，其中当电流曲线11具有斜率变化时，则达到所述用于变换开关状态所需要的值，其中通过电流的第一时间导数15检测该变化。

正如根据图1中的图表示例性地示出的那样，压力调节阀的开关状态的变换能够包括压力调节阀的打开，在打开时所述流经压力调节阀的电流从起始值出发下降到更小的目标值。然而也可能的是，压力调节阀根据类型和/或工作原理通过电流的下降而关闭。在这种情况下，也通过电流的第一导数的变化检测相应的压力调节阀的开关状态的变换。

替代地，压力调节阀的开关状态的变换能够包括压力调节阀的关闭，在关闭时所述流经压力调节阀的电流从起始值出发升高到更大的目标值。

在这种情况下，电流的起始值或者说初始的值足够小，从而压力调节阀在当前存在的燃料压力的情况下是打开的。只要所述从起始值出发升高的电流在关闭时刻时达到压力调节阀关闭的值，则电流的曲线同样改变其斜率。这里也能够通过电流的第一时间导数或者说在第一时间导数的曲线中的特征检测在电流曲线中的斜率变化，其中当压力调节阀在达到升高充分的电流的情况下关闭时，所述第一时间导数同样具有尖峰和/或曲线平坦区。由通过检查电流的第一导数的曲线能够确定的这个值确定压力调节阀的关闭时刻。

此外，根据压力调节阀的工作原理和/或类型能够通过电流从起始值出发升高到目标值而打开压力调节阀。在这种情况下也通过电流曲线的斜率变化指出压力调节阀的打开时刻，这同样通过尖峰和/或曲线平坦区作为在电流的第一导数曲线中的特征显示。

为了实施所述方法，所述电流能够阶梯状地或者连续地改变、也就是说下降或者升高。

图2以示意图示出了对于燃料供给设备20来说的实施例，构造所述燃料供给设备，以便将燃料输送到内燃机的气缸。燃料供给设备20详细地包括用于存放燃料的储箱24、构造为低压泵26的第一电子燃料泵、燃料过滤器28、配量单元30、构造为高压泵32的第二电子燃料泵、也被称作共轨的燃料存储器34、压力传感器36和压力调节阀38。所提到的燃料供给设备20的组件通过燃料管路彼此连接。

为了运行燃料供给设备20，燃料从储箱24经过低压泵26、燃料过滤器28、配量单元30和高压泵32输送到燃料存储器34，其中所述燃料在压力下存储。燃料存储器34与喷射阀40相连接，其中每个喷射阀40配属于内燃机的一个气缸。如果在燃料供给设备20内部的压力太高，能够通过压力调节阀38排出燃料并且又输送回到储箱24中。在此通过流经压力调节阀38的线圈的电流确定压力调节阀38打开的值。

此外在图2中示出了控制器42作为按照本发明的装置44的组件。控制器42与燃料供给设备20的组件相连接并且与能够构造为传感器信号和执行器信号的这些信号进行交换，从而控制器42能够监控、也就是说控制和/或调节燃料供给设备20的组件的运行。

构造控制器42以确定电流值，需要所述电流值以变换开关状态、也就是说用于打开或者关闭压力调节阀38。为此，流经压力调节阀38的电流通过控制器42从起始值出发改变至目标值，并且由控制器42检查进而监控电流的曲线。在此，控制器42检查电流的曲线对于电流的哪个值具有斜率变化，其中该值由控制器42识别作为用于打开或者关闭所需要的值。能够由控制器42通过检查和/或检查电流曲线的第一时间导数检测斜率变化，并且当电流的第一时间导数具有确定的特征或者说显著的尖峰和/或显著的曲线平坦区时，则通常达到所述斜率变化。根据规定的开关状态的变换能够根据压力调节阀的类型和/或工作原理降低或者升高所述电流用于打开。也能够根据压力调节阀的类型和/或工作原理升高或者降低电流用于关闭压力调节阀38。

此外，通过控制器42将其中用于打开或者关闭压力调节阀38的并且由至少一个压力传感器36测量的压力值分配给至少一个电流值。在此控制器提供压力调节阀38的特性曲线，所述特性曲线包括至少一个由一个电流值和一个压力值组成的数对，其中控制器42在内部修正压力调节阀38的特性曲线。该特性曲线在此能够通过总是由一个电流值和一个压力值组成的新的数对补充。已经存在的数对能够由新的数对代替。通常伴随运行地更新所述特征。

当机动车处于惯性运行状态时，能够针对机动车内燃机的燃料供给设备实施用于确定用于打开或者关闭压力调节阀38的电流值的方法。在此能够推迟压力调节阀38的打开或者关闭用于优化燃料供给设备的高压调节器的控制性能。

能够在具有柴油发动机和带有压力调节阀38和配量单元30的共轨设备的车辆上使用所描述的方法。

不取决于压力调节阀38的类型和/或工作原理通过电流从起始值出发到电流的目标值的变化引起压力调节阀38的开关状态的变换，其中所述电流能够或者降低或者升高，所述压力调节阀能够或者打开或者关闭。在所有可能的情况下关于压力调节阀38的类型和/或工作原理通过或者下降或者升高的电流曲线的变化确定所述在描述的方法的范围中待确定的、引起开关状态变换的电流值，其中通过在电流的第一时间导数中的特征指示该变化。在此可能的是，根据类型和/或工作原理通过电流的下降或者打开或者关闭压力调节阀38，或者通过电流是升高或者打开或者关闭压力调节阀38。

Claims (9)

1.用于确定用于变换燃料供给设备（20）的压力调节阀（38）的开关状态所需要的电流值的方法，其中，将流经所述压力调节阀（38）的电流从起始值出发改变至目标值，并且检查电流随时间变化的曲线（11），其中当电流随时间变化的曲线（11）具有斜率变化时，则达到用于变换开关状态所需要的值，其中通过电流的第一时间导数（15）检测该变化，其中当机动车处于惯性运行状态时，针对机动车内燃机的燃料供给设备（20）实施所述方法。

2.按权利要求1所述的方法，其中当电流的第一时间导数（15）具有曲线平坦区和/或尖峰时，则达到用于变换开关状态所需要的值。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中所述压力调节阀（38）的开关状态的变换包括所述压力调节阀（38）的打开或者关闭。

4.按权利要求1或2所述的方法，其中将流经所述压力调节阀（38）的电流从起始值出发下降或者升高至目标值以变换所述压力调节阀（38）的开关状态。

5.按权利要求1或2所述的方法，其中所述电流阶梯状地或者连续地改变。

6.用于运行燃料供给设备（20）的方法，其中根据上述权利要求中任一项确定用于变换所述燃料供给设备（20）的压力调节阀（38）的开关状态所需要的至少一个电流值，其中将用于变换所述压力调节阀（38）的开关状态的压力值分配给至少一个电流值，并且其中提供所述压力调节阀（38）的特性曲线，所述特性曲线包括至少一个由一个电流值和一个压力值组成的数对。

7.具有控制器（42）的装置，构造所述控制器以确定用于变换燃料供给设备（20）的压力调节阀（38）的开关状态所需要的电流值，其中所述控制器（42）将流经所述压力调节阀（38）的电流从起始值出发改变至目标值，并且检查电流随时间变化的曲线（11），其中所述控制器（42）检查电流随时间变化的曲线（11）对于电流的哪个值具有斜率的变化并且识别该值作为用于变换开关状态所需要的值，其中所述控制器（42）通过电流的第一时间导数（15）检测该变化，其中当机动车处于惯性运行状态时，针对机动车内燃机的燃料供给设备（20）实施根据前述权利要求1至5中任一项所述的方法。

8.按权利要求7所述的装置，所述装置具有至少一个压力传感器，所述压力传感器构造为燃料供给设备（20）的组件，其中所述控制器（42）将其中用于改变所述压力调节阀（38）的开关状态的并且由至少一个压力传感器（36）测量的压力值分配给电流值，并且其中所述控制器（42）提供所述压力调节阀（38）的特性曲线，所述特性曲线包括至少一个由一个电流值和一个压力值组成的数对。

9.按权利要求8所述的装置，其中所述控制器（42）在内部修正所述压力调节阀（38）的特性曲线。