CN105937460A - 用于控制共轨喷射系统的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于触发特别是机动车的内燃机的共轨喷射系统的至少一个喷射器（1、2）、用于将燃料喷射到内燃机的至少一个燃烧室内的方法，其中，至少一个喷射器借助具有衔铁室（5）和控制室（8）的开关阀（1）被运行，以及其中，尤其规定，为了至少一个喷射器（1、2）的至少一个造成喷射的触发，带有触发持续时间地执行至少一个附加的触发（410），开关阀（1）的控制室（8）的燃料压力由于这种附加的触发如此程度地下降，使得基于附加的触发不会将燃料喷射到内燃机的燃烧室中，但抑制了开关阀（1）的衔铁室（5）内的压力振动。
Description
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的用于触发特别是机动车的内燃机的共轨喷射系统的喷射器的方法。本发明的主题也是一种计算机程序、一种用于储存该计算机程序的可机读的数据载体以及一种电子的控制器，借助该控制器可以执行按本发明的方法。
背景技术
在此相关的共轨（CR）喷射系统包括若干喷射器，喷射器具有控制阀或开关阀，燃料借助控制阀或开关阀受控地被喷入到在此相关的内燃机的燃烧室中。
因此由EP
1 316 719 A1可知这种带有用于控制喷射阀的电磁阀的共轨喷射器（CRI），在该共轨喷射器中，喷嘴针的打开位置和关闭位置能通过电磁阀控制，因而用于喷射燃料的喷射孔可以被打开。用这种喷射器可以实现在很短的喷射时间内的预喷射和主喷射。
这种喷射器的电磁阀具有能运动的衔铁，衔铁在电磁阀的磁体组通电时从在下部的衔铁室中的阀座升起。这个阀座本身经由一个或多个（节流）孔与喷射阀的控制（压力）室流体连通。在打开阀座时，在喷射阀的控制室内的压力下降，其中，流体（压力介质）经由若干孔向着阀座的方向以及从那里流到下部的衔铁室中。在控制室内的压力下降时，喷射阀的不断承受沿打开方向作用的燃料高压的喷嘴针被置于运动中，由此可以打开喷射孔以及喷射器可以喷射燃料。
所述的喷射器此外还具有通往下部的衔铁室的回流孔，来自电磁阀的和喷射阀的不同区段的泄漏量通过该回流孔回引到下部的衔铁室中。若电磁阀不再被通电，那么衔铁借助回动弹簧向下运动以及封闭通往节流器的阀座。控制室内的压力由此再次上升，因而喷嘴针向下运动且喷射孔被闭合。
发明内容
本发明基于这样的认识，即，在具有本文开头所述的开关阀的喷射器中可能出现非所愿的喷射（所谓的“幽灵喷射”），其起因是开关阀的增强的衔铁震颤，衔铁震颤通过在共轨喷射系统的低压区域中的例如在低压轨道中的燃料压力波的反射被引发。这种非所愿的喷射取决于共轨喷射系统的运行参数，例如轨道内当前的燃料压力、喷射方案或在低压区域中的平均压力水平。
本发明基于这样一种思想，即，在常见的喷射之间，也就是说在例如所述的预喷射和主喷射之间，执行在此相关的喷射器的额外的触发，以便这样来影响在此相关的控制阀或开关阀中的压力关系，从而有效地避免所述的非所愿的喷射。
根据按本发明的方法，用恰当的触发持续时间实现对在此相关的喷射器的至少一个附加的触发，所述喷射器具有带衔铁室和控制室的开关阀，其中，在开关阀的控制室内的燃料压力足够高，因此还没有燃料被喷射到内燃机的燃烧室中，但抑制了在开关阀的衔铁室中的所述的压力振动（所谓的“空射”，blankshot）。通过这种触发有效地防止了所述的非所愿的喷射（“幽灵喷射”）。
在按本发明的方法中，作为技术效果的依据的是，通过带有合适的触发持续时间的至少一个附加的触发这样来降低在开关阀的衔铁室内的压力水平，即，避免非所愿的喷射，因为一方面，尽可能大的燃料量被开关阀操控到所述的回流中，以及另一方面，在控制室中的燃料压力仍然被保持得足够高，因而通过附加的触发仍未引发喷射。
按照本发明，附加的触发的在共轨喷射系统的领域中为了高压轨道系统中的快速的压力下降而公知的技术在当前被用于在开关阀触发前不久有针对性地降低或预调回流反压，在开关阀触发时预期有阀震颤。
在按本发明的方法中尤其可以规定，在附加的触发时，在开关阀的衔铁室内的压力水平如此程度地下降，使得尽可能大的燃料量被开关阀操控到回流中以及在控制室中的燃料压力足够高，因此通过附加的触发还未引发喷射。通过这种措施特别有效地防止了所述的燃料压力波的产生。
在按本发明的方法中还可以规定，借助附加的触发在开关阀的造成喷射的触发前不久实现对回流反压的有针对性的预调节，在触发时预期有过度的阀震颤。通过所述的预调节还可以更为有效地防止所述的燃料压力波的产生，因为所述的涉及在开关阀的控制室中的燃料压力以及在开关阀的衔铁室中的所述的压力振动的抑制的条件可以更为轻松地被满足。
附加的触发的触发持续时间优选占据在0.05至0.4
毫秒范围内的值。在附加的触发和接下来的造成喷射的触发之间的时间间距优选为0.1至2毫秒。通过这些措施可以确保，所述的涉及通过开关阀的燃料量以及在控制室中的燃料压力的条件，可以与喷射系统的或内燃机的运行工况无关地被满足。
附加的触发可以有利地在喷射系统的目前有效的运行点中进行，因而用于这种附加的触发的恰当的时间点基本上可以被毫无限制地选择以及该方法由此可以被更为简单地在此处相关的喷射系统的控制器中被实施。
在按本发明的方法中也可以规定，所述的附加的触发被用作对抗非所愿的喷射的预防性措施，优选带有与接下来的触发的固定的时间间隔。由此实现了方法的技术上特别简单的以及因此成本低廉的实施。
本发明可以尤其使用在有能磁性操纵的或被电磁阀控制的喷射器（MV喷射器）的或相应的控制阀的共轨喷射系统中。在此，按本发明的方法可以被有利地在现有的共轨系统或相应的控制器中实施，而无需对共轨系统的或内燃机的机械的或电的部件作任何修改。
按本发明的计算机程序被设置用于执行所述方法的每一个步骤，尤其当其在计算仪器或控制器上运行时。其实现了按本发明的方法在电子的控制器上的实施，但不必在这种电子的控制器上作结构性的改变。为此，设置一种能够由机器读取的数据载体，其上储存着按本发明的计算机程序。通过在电子的控制器上运行按本发明的计算机程序，得到了按本发明的电子的控制器，其被设置用于借助按本发明的方法控制在此相关的共轨喷射系统。
本发明的其它优势和设计方案由说明书和附图得出。
当然，之前所述的以及接下来还将阐释的特征不仅可以使用在相应的所说明的组合中，而且也可以使用在其它的组合中或可以单独地使用，而不会脱离本发明的框架。
附图说明
图1示出了带有电磁阀和喷射阀的上部的喷射器的上部；
图2示出了在图1中示出的喷射器的下部；
图3a-d示出了与在产生非所愿的喷射时的作用链的图解相比，在单次喷射和多次喷射时在此相关的喷射器的触发电流、衔铁冲程、衔铁室压力和喷嘴针冲程的典型的走向，
图4a-d示出了在按本发明的用于避免非所愿的喷射的附加的触发的情况下对应图3a-3d的走向。
具体实施方式
图1示出了由电磁阀1和喷射阀2组成的喷射器在尤其被使用于共轨系统中的燃料喷射时的常见的结构。在图中仅示出了对本发明重要的喷射器部件。一体式衔铁3通过电磁阀1的通电克服衔铁弹簧11的弹簧力被向上拉。衔铁3在衔铁导引结构12中运行以及在电磁阀1未被通电时安放在喷射阀2的阀座4上。在这种状态下，与喷射阀2的控制（压力）室8的流体连通经由A节流器6和孔7中断。反之，在电磁阀通电时，A节流器6打开以及在控制室8内的压力下降，因为流体现在可以从控制室8流入下部的衔铁室5。到控制室8的流入受到所谓的Z节流器（未示出）的限制，反之，喷嘴针17（参看图2）则不断承受沿打开方向作用的燃料高压。因为在控制室8中的压力在A节流器6打开时小于施加在喷嘴针17上的燃料高压，所以压力杆13开始运动以及沿打开方向牵引喷嘴针17，喷射孔因此可以被打开以及喷射器可以喷射燃料。
图2示出了属于喷射器的喷射阀2的下部，其中，在此也仅标出了一些部件。喷嘴针17与图1的压力杆13连接。下部的喷嘴针室用附图标记16标注。在喷射器的不同的部位上出现了泄漏量，其经由回流孔9被引回到下部的衔铁室5中。这个泄漏量在相对喷射器体密封阀件的密封结构上出现在用附图标记14标注的部位上、在压力杆13和阀件之间的部位15上以及在喷嘴和喷嘴支架之间的部位18上（参看图1和2）。除了泄漏量外，来自A节流器6的控制量通过衔铁导引结构12的孔经由总回流结构10从喷射器被导回到（未示出的）储箱中。
目前在图1和2所示的喷射器中，在特定的喷射方案下出现了非所愿的喷射（“幽灵喷射”）。这种非所愿的喷射的出现取决于多个因素，例如轨道压力或回流反压。喷射器的这种功能故障的起因或原因是在之前所说明的回流系统10中出现的压力振动，该压力振动引起了过度的阀震颤或衔铁震颤。这种加强的衔铁震颤尤其在短的触发持续时间中基于在喷射器的或电磁阀1的所述的控制室8内由此引起的再度的卸压而造成了已经（几乎）闭合的阀针的或喷嘴针17的至少暂时的再次打开。
借助图3a至3d或借助在那里示出的作用链阐明所述的非所愿的喷射的产生。分别基于时间t，图3a定性地示出了在此处相关的电磁阀1的两种彼此相继的触发300、305情况下的示例性的电流走向，以及图3b同样仅定性地示出了在这两种触发300、305情况下产生的相应的衔铁冲程走向310、315。图3c示出了相应基于时间t的在衔铁室中的更确切地说参见在单次喷射320、325和多次喷射320、330时在触发300、305情况下引起的的压力走向或压力波走向320、325。在图3d中示出了基于时间t的在单次喷射时在单次喷射时产生的喷嘴针冲程走向350以及在多次喷射的触发305情况下产生的非所愿的喷射355。
现在借助图3a至3d说明用于产生非所愿的喷射（“幽灵喷射”）的所述的作用链。在图3c中可以看到在电磁阀打开时所述压力波走向320、325的通过在这个例子中存在的低压（ND）轨道中的所谓的气泡坍塌而产生的压力峰值（压力最大值）340、343。在图3c中还示出了在各关闭过程中产生的在衔铁室内的压力值335。
由两个压力峰值中的第一个340引起的、示意性示出的压力波在单次喷射的情况下运行340通过低压轨以及在轨道的端部上被反射341。之后，在那里被反射的压力波返回345以及相应地提升325在电磁阀1的衔铁室内的以及在包围所述阀座4的阀杯（Ventilnapf）上存在的压力。这一点结合基于第二触发305、315的压力提高330导致了衔铁震颤的大幅加剧以及因此在多次喷射时最终导致图3d中示出的所述的非所愿的喷射。
此外由图3c可以看出，在衔铁室内的压力走向在第二触发305前不久通过由开关阀1的在先前的触发300产生的回流的压力波而明显提高325。这个原始状态在还另一个触发开始时有利于所述的过度的阀震颤以及由此造成了最终引起非所愿的喷射的喷嘴针冲程走向355。
与图3a至3d对应的图4a至4d示出了通过借助按本发明的附加的触发但在此没有进行喷射（接下称为“BS触发”）来降低在衔铁室中的压力水平从而避免非所愿的喷射（“幽灵喷射”）的按本发明的方法的一个实施例。
在当前假设的有调整器方案的喷射系统中，也就是说有燃料计量单元（ZME），但没有压力调节阀（DRV）的喷射系统中，在内燃机的推进运行中，通过所述的BS触发通过喷射器产生了对过剩的燃料的人为的漏损外流。通过这种漏损外流一方面将计量单元的持续漏损排出以及由此为计量单元赋予了用于轨道压力调节的间隙范围。
在BS触发时，这样来选择触发持续时间，即，一方面通过开关阀在每一BS触发中将尽可能大量的燃料操控到回流中，另一方面在控制室中的压力对所选择的触发持续时间而言足够高，因而还没进行任何喷射。
如在图4a至4d中借助主喷射（HE）和接下来的辅助喷射（NE）示出的那样，BS触发的在共轨喷射系统的领域中为了高压轨道系统中的快速压力下降而本身公知的技术在当前被用来在开关阀触发前不久有针对性地降低或预调节回流反压，在开关阀触发时预期有过度的阀震颤。这种按本发明的BS触发也可以被使用在有多调整器方案的喷射系统中，例如使用在有燃料计量单元（ZME）和压力调节阀（DRV）的喷射系统中。
如在图3a至3d中那样，图4a定性地示出了在这种电磁阀1的所述的两种触发HE400
和NE
405情况下的示例性的电流走向，图4b定性地示出了在这两种触发400、405情况下与在图3b中类似地产生的相应的衔铁冲程走向415、420、430，图4c示出了由触发400、405引起的在衔铁室内的压力波走向435、455，更确切地说带有和不带有按本发明的BS触发作对比，以及图4d示出了在此处相关的多次喷射（HE和NE）时产生的喷嘴针冲程走向475。
除了两种触发400、405外，在时间上在第二触发（NE）405前不久进行了按本发明的BS触发410。附加的BS触发410的触发持续时间优选具有在0.05至0.4毫秒范围内的值。在BS触发410和时间上紧接着的或接下来的造成喷射的触发之间的时间间隔计为0.1至2.0毫秒之间的范围内。
这个附加的触发410，除了两个本身普遍的衔铁冲程走向415以及420、430外，还造成了相对较小的、附加的衔铁冲程425，该衔铁冲程造成了在第二触发405或对应这个第二触发的衔铁冲程420、430前不久回流反压的所述的下降或预调节。由此尤其有效地避免了图3c中示出的在衔铁室内的压力走向的提高325。与此相反的是，在这个实施例中将压力走向325划分成两部分450和455，在图1和2示出的回流中所产生的压力振动基于所述两部分而对应虚线460、465地被在轨道的所述端部上反射470。
在图4c中为了比较示出了没有所述BS触发410时在衔铁室内的压力走向。在这种情况下又与在图3c中类似地得出了带有在起始范围内的过高445的压力走向440，其在当前也造成了非所愿的喷射485。与之相反的是，也就是说，在存在BS触发410时，按照图4d相应于辅助喷射（NE）的触发405进行喷嘴针冲程480，但在这种情况下没有非所愿的（补充）喷射485。
在回流中的所述的压力振动取决于多个参数，例如在低压轨道中的平均压力，在低压轨道中的燃料温度，燃料内的空气含量，低压轨道的精确的、特别是液压的结构等。但所述的BS触发在关键的喷射方案中尤其与在衔铁室内的压力波的时间进程无关地，被用作针对非所愿的喷射的预防性措施，优选地带有与接下来的触发的固定的时间间隔。在这种简化的实施中，所需的应用花费或编程花费相对较小。
所说明的方法可以以用于用于控制内燃机的电子的控制器的控制程序的形式或以一个或多个相应的电子的控制单元（ECU）的形式实现。
Claims (11)
1. 一种用于触发专用于机动车的内燃机的共轨喷射系统的至少一个喷射器（1、2）的方法，所述方法用于将燃料喷射到内燃机的至少一个燃烧室内，其中，至少一个喷射器借助具有衔铁室（5）和控制室（8）的开关阀（1）运行，其特征在于，针对至少一个喷射器（1、2）的至少一个造成喷射的触发，以这样的触发持续时间执行至少一个附加的触发（410），即开关阀（1）的控制室（8）中的燃料压力基于此触发持续时间如此程度地下降，使得基于所述附加的触发不会将燃料喷射到内燃机的燃烧室中，但实现对开关阀（1）的衔铁室（5）中的压力振动的抑制。
2. 按权利要求1所述的方法，其特征在于，在附加的触发时，在开关阀（1）的衔铁室（5）内的压力水平这样下降，使得尽可能大的燃料量通过开关阀（1）被操控到回流（9）中，以及在控制室（8）内的燃料压力足够大，因此通过所述附加的触发还不会触发任何喷射。
3. 按权利要求2所述的方法，其特征在于，借助附加的触发，在开关阀（1）的造成喷射的触发前不久进行回流反压的有针对性的预调节，在所述造成喷射的触发时预期有阀震颤。
4. 按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，附加的触发（410）的触发持续时间具有在0.05至0.4毫秒范围内的值。
5. 按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，在附加的触发（410）和接下来的造成喷射的触发之间的时间的间隔为0.1至2毫秒。
6. 按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，附加的触发在喷射系统的或内燃机的瞬时有效的运行点中进行。
7. 按前述权利要求任一项所述的方法，其特征在于，所述的附加的触发被用作是针对非所愿的喷射的预防性措施。
8. 按权利要求7所述的方法，其特征在于，使用与后续的触发的固定的时间上的间隔来应用所述的附加的触发。
9. 一种计算机程序，其被设置用于执行按权利要求1至8任一项所述的方法的每一个步骤。
10. 一种能够由机器读取的数据载体，其上储存着按权利要求9所述的计算机程序。
11. 一种电子的控制器，其被设置用于借助按权利要求1至8任一项所述的方法来控制专用于机动车的内燃机的共轨喷射系统。
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