CN104956055B - 用于确定燃料温度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于确定机动车辆的燃料喷射系统的高压区域中的燃料温度的方法。所述燃料喷射系统设有通过伺服阀操作的至少一个喷射器，所述伺服阀通过压电致动器致动。在执行喷射过程之后，在喷射结束后使压电致动器放电，以使得所述伺服阀能关闭，但是在所述压电致动器与所述伺服阀之间存在非刚性连接。维持该电荷减少的状态。记录由此得到的致动器电压的压力振荡，并且据此推断封闭高压燃料容积的液压固有频率。可以由所述固有频率确定现行燃料温度。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于确定机动车辆的燃料喷射系统的高压区域中的燃料温度的方法，所述燃料喷射系统设有通过伺服阀操作的至少一个喷射器，所述伺服阀通过压电致动器致动。
背景技术
由于排放方面的规定不断变严格，且对舒适性的要求不断提高，对机动车辆尤其是其喷射系统的要求持续增加，尤其是在柴油发动机的情况下。在更好地了解系统的精确状态的基础上，可以更大程度上满足这些严格的要求（效率、噪音等等）。于是，可以用补偿破坏性影响的方式对不断变化的条件作出反应，例如燃料的不断变化的压力或不断变化的温度。对喷射系统的高压区域中的燃料温度的了解就是这样一个相关变量，如果了解喷射系统的高压区域中的燃料温度，就能更好地调节喷射系统的高压区域中的压力，并且更精确地计量燃料喷射量。
上面指出的各方面尤其涉及特定一些柴油发动机的燃料喷射系统，在这些柴油发动机中，必须测量或监测燃料轨中的燃料压力和燃料温度，以便对燃料喷射量实现精确计量。在这个背景下，目前为止，是通过单独的温度传感器直接测量高压区域中的燃料温度，或者通过用软件实施的建模来计算温度。
发明内容
本发明是基于提供一种开头说明的类型的方法这个目的，该方法可以用尤其有成本效益且简单的方式执行。
根据本发明用一种指定类型的方法实现这个目的，该方法包括下列步骤：
确定所述燃料喷射系统的封闭高压燃料容积的基准燃料温度以及相关联的基准固有频率，
执行喷射，并且在喷射结束之后使所述压电致动器放电，以使得所述伺服阀能够关闭，但是在所述压电致动器与所述伺服阀之间保持非刚性连接（kraftschlüssigeVerbindung），
维持该电荷减少的状态，并且确定所述封闭高压燃料容积的固有频率，以及
将所确定的固有频率与所述基准固有频率比较，并且由比较结果确定所述燃料温度。
根据本发明的方法使得可以对燃料喷射系统的高压区域中尤其是燃料轨或喷射器前向流中的燃料温度执行确定，并且不需要为这个用途使用温度传感器。这里讨论的燃料喷射系统，尤其是柴油发动机的燃料喷射系统，包括至少一个通过伺服阀操作的喷射器，该伺服阀通过压电致动器致动。在这个伺服喷射器的情况下，通过致动伺服阀来起始阀针的打开。在这个背景下，给压电致动器充电，直到其长度变化足以使致动器与伺服阀的阀头之间的气隙关闭且将阀头抬离其底座为止。然后，控制空间中存在的压力能够经由出流节流阀和伺服阀降低到返回流中。由于喷射器阀针中的力现在存在不均衡，所以使得喷射器阀针被抬离底座。到燃烧室中的喷射开始。
如果现在给压电致动器放电，压电致动器再次变短，并且伺服阀关闭。控制空间中的压力可以增加，并且阀针关闭。喷射结束。
如果设有伺服阀的这样一种燃料喷射系统中的压电致动器现在被放电到一个程度，即虽然伺服阀能够关闭，但是伺服阀（其阀头）与压电致动器之间保持非刚性连接，则可以使用正压电效应来测量控制空间中的压力。以此方式，可以检测阀针的关闭时间。
根据本发明，然后使用压电致动器的这种电荷减少的状态来确定喷射系统的高压区域中的燃料温度。在喷射和泵送结束之后，压电致动器的电荷减少的状态维持较短一段时间，例如几毫秒，结果是致动器电压发生振荡。这个压力振荡对应于喷射系统的封闭高压容积的固有频率。
如果系统中的燃料温度改变，则燃料密度并且因此燃料的固有频率也改变。因此，通过测量发生的频率（固有频率及其变化），可以得出关于现行燃料温度的结论。
根据本发明，因此无需附加传感器就可以测量喷射系统的高压区域（燃料轨）中的燃料温度或燃料温度变化。
具体来说，使用根据本发明的方法，这里的程序使得，首先，确定燃料喷射系统的封闭高压燃料容积的基准燃料温度以及相关联的基准固有频率。由于使用根据本发明的方法只能测量温度变化，所以首先必须确定和记录基准温度。这个基准燃料温度可以与相关联的基准固有频率存储在一起。在这个基准温度以及基准固有频率的基础上，同时考虑到相应的燃料轨压力，于是通过测量液压固有频率可以推断燃料的温度变化。在这个背景下，将所确定的（测量到的）固有频率与基准固有频率比较。由比较结果确定燃料温度变化或燃料温度本身。
这里具体是由压电致动器的冲程后电压的振荡来确定封闭高压燃料容积的固有频率。
使用根据本发明的方法，可以得到一系列优点。结果是，可以更换掉一个或更多个温度传感器，因而可以减少这种燃料喷射系统的成本。如果存在一个提供温度值的温度传感器，则可以通过根据本发明的方法来检验这个传感器值的可信性。在温度传感器存在缺陷的情况下，通过根据本发明的方法可以提供等效值。还可以检验由软件中实施的建模得到的值的可信性。另外，可以实施调谐保护（通过根据本发明的方法测量到的温度用于检验这里的燃料轨压力的可信性）。
在根据本发明的方法中，如上文解释，通过测量喷射过程之后的液压固有频率，在基准温度或基准固有频率的基础上，推断燃料温度变化。优选地通过考虑到相应燃料轨压力完成这个操作。
在根据本发明的方法中，优选地用机动车辆的至少一个温度传感器确定基准燃料温度。在这个方法变体中，可以由存在的一个或更多个温度传感器（例如外部温度传感器）确定基准温度，并且将基准温度与相关联的基准固有频率存储在一起。在这个背景下，优选地在机动车辆启动时确定基准燃料温度，结果是对于根据本发明的方法在每种情况下都能获得更新后的基准燃料温度或基准固有频率。在另一个方法变体中，从表格和/或特性曲线图获得基准燃料温度以及相关联的基准固有频率，并且使其可供根据本发明的方法使用。
优选地使用根据本发明的方法来测量柴油发动机的喷射系统的燃料轨或喷射器前向流中的温度。
附图说明
下面将在示例性实施例的基础上并且配合各图详细解释本发明，图中：
图1示出了表示随时间变化而绘制的致动器电压和喷射速度的轮廓的曲线图；以及
图2示出了用于确定燃料温度的方法的各个步骤的示意性流程图。
具体实施方式
在下面的示例性实施例中，确定柴油发动机的燃料喷射系统的高压区域中的燃料温度。该燃料喷射系统设有至少一个通过伺服阀操作的喷射器，该伺服阀通过压电致动器致动。这样一种喷射系统的运转方法是公知的，因此这里不再进一步详细说明。
在已经用该至少一个喷射器执行了喷射过程之后，给相关联的压电致动器放电。然而，最初只将压电致动器放电到这样一个程度：虽然伺服阀能够关闭，但是伺服阀的阀头与压电致动器之间仍然保持非刚性连接。在喷射和泵送结束之后，这种电荷减少的状态会维持几毫秒，结果是致动器电压发生相应的振荡。图1中图解说明了这个现象。在图1的曲线图中，纵座标左边标的是致动器电压，右边标的是喷射速度。横坐标上标的是时间。致动器电压的轮廓通过曲线1表征。阀针关闭点通过2表示。如曾提到的，然后，电荷减少的状态维持几毫秒，结果是这里发生电压的相应振荡，通过3表征，并且对应于封闭燃料容积的液压固有频率。
喷射速度的轮廓通过曲线4表示。在根据本发明的方法中，然后测量封闭高压燃料容积的固有频率。然后可以由此确定燃料温度。具体来说，图2中的流程图中图解说明了这里的程序。
由于上文说明的方法只能测量到温度变化，所以车辆启动时，必须首先记录基准温度。根据步骤10，由存在的一个或更多个温度传感器确定燃料的基准温度，并且将该基准温度与相关联的基准固有频率一起存储。这个基准温度的相关联的基准固有频率可以由相应的表格或特性曲线图来确定。在随后的步骤11中，将基准温度与相关联的固有频率一起存储。
然后发生常规喷射过程，所述喷射过程通过步骤12表征。在伺服阀已经关闭并且根据步骤13用压电致动器的减少的电荷在阀与压电致动器之间维持非刚性连接之后，由致动器电压（冲程后电压）的压力振荡确定相关联的固有频率（步骤14）。这里可以使用致动器电压与固有频率之间的已知关系作为相应计算操作的基础。
在步骤15中，将所确定的固有频率与存储的基准固有频率比较。在这个背景下，考虑到相应燃料轨压力。通过使用表格或特性曲线图，可以由固有频率的相应变化或固有频率之间的差异来确定燃料温度与基准温度相比的变化。可以由此推导出相应的燃料温度值（步骤16）。
Claims (5)
1.一种用于确定机动车辆的燃料喷射系统的高压区域中的燃料温度的方法，所述燃料喷射系统设有通过伺服阀操作的至少一个喷射器，所述伺服阀通过压电致动器致动，所述方法包括下列步骤：
确定所述燃料喷射系统的封闭高压燃料容积的基准燃料温度以及相关联的基准固有频率，
执行喷射，并且在所述喷射结束之后使所述压电致动器放电，以使得所述伺服阀能够关闭，但是在所述压电致动器与所述伺服阀之间保持非刚性连接，
维持电荷减少的状态，并且确定所述封闭高压燃料容积的固有频率，以及
将所确定的固有频率与所述基准固有频率比较，并且由比较结果确定所述燃料温度，其中，由所述压电致动器的冲程后电压的振荡确定所述封闭高压燃料容积的所述固有频率。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，用所述机动车辆的至少一个温度传感器确定所述基准燃料温度。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从表格和/或特性曲线图获得所述基准燃料温度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述机动车辆启动时确定所述基准燃料温度。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用所述方法来测量柴油发动机的喷射系统的燃料轨或喷射器前向流中的所述燃料温度。
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