CN107002567B - 用于对内燃机中的燃料高压泵进行控制的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵进行操控的方法，其中所述高压泵与所述燃烧马达的凸轮轴相连接，其特征在于，对于所述高压泵的操控以凸轮轴同步的方式进行，方法是：获取凸轮轴传感轮的侧面位置（NW1、NW2、NW3、NW4）与高压泵的凸轮的下死点之上的、能够预先给定的点（ZP1、ZP2、ZP3）之间的角度偏差（IR1、IR2、IR3），所述凸轮在所述凸轮轴上。

Description

用于对内燃机中的燃料高压泵进行控制的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于对用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵进行操控的方法，其中所述高压泵与所述燃烧马达的凸轮轴相连接。此外，本发明涉及一种计算机程序，该计算机程序被设立用于实施按本发明的方法的每个步骤，并且本发明涉及一种机器可读的存储介质，在该机器可读的存储介质上存储了按本发明的计算机程序。最后，本发明涉及一种电子控制器，该电子控制器被设立用于：借助于所述按本发明的方法来对用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵进行操控。

背景技术

用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵、像比如汽油高压泵布置在所述燃烧马达的凸轮轴上。专门为所述高压泵设计的凸轮结合弹簧负责：所述高压泵中的活塞运动引起通过止回阀将燃料输送到燃料轨中。每冲程的相应的燃料量在此通过对于所述高压泵中的流量控制阀（MSV）的电操控来确定。

到目前为止已知的是，在马达控制机构中以比如10ms的时间栅格来实施对于所述流量控制阀的操控和对此来说必要的参数的计算、像比如轨压的压力检测、高压调节以及所述流量控制阀的操控角度。对于低马达转速来说，这种栅格足够地窄小，以用于足够精确地实施操控和计算。对于高马达转速来说，所述凸轮频率按凸轮数目高于时间栅格频率，并且再也不能为了燃料的每次输送而将最新的参数列入到所述操控计算之中。如果用被快速地调节的凸轮轴来驱动所述燃料高压泵，那么用过时的参数来实施操控计算就导致误差。这种误差在以时间栅格进行计算时无法得到补偿，因为所述计算以与所述高压泵的操控异步的方式进行。由于快速的凸轮轴调节而引起的误差特别对于所述内燃机的低转速来说能够觉察出来。最大的总误差处于中等的转速范围内。所述最大的总误差通过燃料轨中的压力波动而能觉察出来。

发明内容

所述按本发明的方法用于对用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵进行操控，其中所述高压泵与所述燃烧马达的凸轮轴相连接。“高压泵”按照本发明是指一种用于产生燃料轨中的压力的泵。“连接”按照本发明是指，所述高压泵的活塞运动通过所述凸轮轴来控制。对于所述高压泵的控制以凸轮轴同步的方式进行，方法是：获取凸轮轴传感轮的侧面位置与高压泵的凸轮的下死点之上的、能够预先给定的点之间的角度偏差，所述凸轮在所述凸轮轴上。“高压泵的凸轮”在此是指所述凸轮轴上的凸轮，所述凸轮对所述高压泵中的活塞运动进行控制。该凸轮下面也被称为高压泵凸轮。尤其对于所述燃烧马达的高转速来说，随着对于所述高压泵的凸轮轴同步的计算和操控，当前的参数能够进入到所述计算之中，并且也在操控时对由于马达引起的转速变化加以考虑。在对所述高压泵的流量控制阀进行操控时，能够额外地对如由于所述凸轮轴调节而出现的那样的高动态的过程进行补偿。对于所述高压泵的流量控制阀的操控很难用传统的基于时间的操控来进行，因为所述数值在这里还遥远地处于将来，并且由此预测会带有误差。

为了对所述高压泵进行凸轮轴同步的操控，优选产生凸轮轴同步的栅格，由此，尤其对于所述燃烧马达的高转速来说，所述燃烧马达的燃料轨中的燃料压力对于所述额定压力的追踪变得更精确。结合快速的凸轮轴调节，所述燃料轨中的压力由此尤其对于所述燃烧马达的中等的转速来说变得更为稳定。

所述角度偏差优选从表格中得知，在所述表格中，对于所述凸轮轴传感轮的每个侧面来说，角度偏差被制成表格并且为每个角度偏差分配了信息：在操控时是否应该考虑相应的角度偏差。所述信息也就是有效性信息，所述有效性信息能够作为布尔值（是/否）加以保存并且表明：在所述凸轮轴传感轮的特定的侧面之后，角度偏差是否应该进入到用于对所述高压泵进行操控的计算之中，也就是说是否应该产生任务。能够为不同的凸轮轴传感轮并且为所述凸轮轴上的不同的、配属于所述高压泵的凸轮来配置所述角度偏差值，从而能够将所述按本发明的方法用于每个由凸轮轴传感轮和高压泵凸轮所构成的组合。

所述侧面位置尤其从凸轮轴位置传感器的信号中获取，其中关于所述凸轮轴的动态的调节对所述信号进行校正。由此考虑所述凸轮轴的可能的扭转。比如由于所述凸轮轴的机械的误差或者绞转而能够进行另外的校正。

优选获取关于所述燃烧马达的曲轴参考标记的侧面位置。在此，所述曲轴参考标记对应于所述燃烧马达的第一汽缸的上死点与所述燃烧马达的曲轴传感轮中的间隙之后的第二个下降的侧面之间的角度。特别优选的是，获取所述第一汽缸的上死点关于所述凸轮轴的上死点的角度。这能够实现所述燃烧马达的曲轴和与所述高压泵相连接的凸轮轴之间的同步。

在所述凸轮轴的凸轮轴信号失效时，对于所述高压泵的操控优选以与所述凸轮轴信号的替代值同步的方式进行。所述角度偏差在此从所述替代值中获取。这能够尽可能无缝地转变为替代运行，在所述替代运行中，以替代凸轮轴同步的栅格来继续计算所有用于对所述高压泵进行操控的函数，并且能够从所述替代信号中提供所有需要的参量。

在起动所述燃烧马达时，随着凸轮轴信号的失效，优选从所述燃烧马达的曲轴位置传感器的信号中获取所述替代值。由此能够在所述燃烧马达的无干扰的运行中形成凸轮轴同步的任务。在此尤其借助于下述方法为相应的类型的燃烧马达来进行同步，所述方法比如能够是曲轴齿时间的分析、进气压力分析、点火隐没（Zündausblendung）或者测试喷射。

在所述燃烧马达运行期间，在所述凸轮轴信号失效时，将所述凸轮轴的凸轮轴调节机构置于闭锁位置中，并且借助于角度钟（Winkeluhr）从所述燃烧马达的曲轴位置传感器的信号中获取所述替代值。在这种情况下，已经存在所述曲轴到所述凸轮轴上的同步，因为这种同步原则上在马达起动时形成，并且所述马达由此保持同步。

针对不同的、相应地对于所述高压泵的操控来说重要的计算来说，能够个性化地不同地获取所述替代值。因此，所述替代值的计算和应用比如对于EPM-包（Paket）（马达功率管理）来说、对于近硬件的（hardwarenahe）的驱动器来说、对于用户软件来说、对于所述凸轮轴调节机构来说并且对于任务产生来说能够相应不同地进行。

优选只有在凸轮轴位置传感器的信号的强度超过能够应用的阈值时，才从所述高压泵的以与所述替代值同步的方式进行的操控返回到凸轮轴同步的操控。由此避免正常运行与替代运行之间的持久的转换。也能够规定，抑制从所述替代运行返回到所述正常运行，直至所述燃烧马达的下一次起动。由此，在一次行车的持续时间内，使从正常运行到所述替代运行的转换持久，这比如在凸轮轴传感轮的质量差的情况下是有意义的。

所述按本发明的计算机程序实施所述按本发明的方法的所有步骤，尤其在所述计算机程序在计算器或者控制器上运行时。这能够在传统的电子控制器中实施所述按本发明的方法，而不必对其进行结构上的改变。所述按本发明的计算机程序为此被存储在所述按本发明的机器可读的存储介质上。通过将所述按本发明的计算机程序装载到传统的电子控制器上这种方式得到所述按本发明的电子控制器，该电子控制器被设立用于：借助于所述按本发明的方法对用于将燃料喷射到燃烧马达中的高压泵进行操控。

附图说明

附图中：

图1示意性地示出了燃料喷射系统，该燃料喷射系统的高压泵能够通过按照本发明的一种实施例的方法来操控；

图2示出了在燃烧马达中所述曲轴和凸轮轴的布置情况及其传感轮的布置情况，其中借助于按照图1的燃料喷射系统来向所述燃烧马达供给燃料；并且

图3以图表示出了在以按照本发明的一种实施例的方法对高压泵进行操控时凸轮的时间上的运动。

具体实施方式

在图1中示出了一种用于对燃烧马达20进行燃料供给的装置10，该装置的高压泵16能够借助于所述按本发明的方法的一种实施例来操控。所述装置具有电动的燃料泵11，用该燃料泵从燃料箱12中输出燃料并且通过燃料过滤器13来进一步泵吸燃料。所述燃料泵11适合于产生低压。为了控制并且/或者调节这种低压而设置了低压调节器14，该低压调节器与所述燃料过滤器13的输出端相连接，并且通过所述低压调节器又能够将燃料回引到所述燃料箱12中。此外，在所述燃料过滤器13的输出端上连接了由流量控制阀15和机械的高压泵16构成的串联线路。所述高压泵16具有泵模块161和止回阀162。所述高压泵16的输出端通过过压阀17被回引到所述流量控制阀15的输入端上。此外，所述高压泵16的输出端与作为蓄压器的燃料轨18相连接，压力传感器181连接到所述燃料轨上。此外，四个喷射阀191、192、193、194连接到所述燃料轨18上，这些喷射阀分别被设立用于：将燃料喷射到所述燃料马达20的汽缸211、212、213、214之一中。所述燃料供给装置10和所述燃烧马达20通过控制器30来控制。这个控制器具有多个控制模块、尤其是角度钟31。

如在图2中示出的那样，在实施方案中作为V形-马达来示出的燃烧马达20具有曲轴22，在该曲轴上布置了曲轴传感轮221。曲轴位置传感器222检测所述曲轴传感轮221的齿面的位置，以用于确定所述曲轴角度。所述燃烧马达20具有四个凸轮轴23、24、25、26，所述凸轮轴通过作为传动机构27的链传动装置与所述曲轴22相连接。所述传动机构27通过导向辊28来得到导引。在所述凸轮轴23、24、25、26中的每个凸轮轴上都布置了凸轮轴传感轮。下面借助于所述凸轮轴23之一上的凸轮轴传感轮231对该凸轮轴传感轮进行描述。凸轮轴位置传感器232被设立用于检测所述凸轮轴传感轮231的齿面的位置。所述凸轮轴传感轮在其圆周上具有四个齿。所述齿中的每个齿都沿着所述凸轮轴传感轮231的转动方向并且反向于所述转动方向分别具有一个齿面。这个凸轮轴23与所述高压泵16相连接并且具有专门为所述高压泵16设计的凸轮（未示出），所述凸轮结合弹簧负责：所述高压泵16的泵模块161中的活塞运动引起通过所述止回阀162将燃料输送到所述燃料轨18中。

在所述燃烧马达20的正常运行中，在产生凸轮同步的计算及操控栅格的情况下对所述高压泵16进行操控。在图3中示出了所述凸轮轴23的配属于所述高压泵16的凸轮的随着时间t的运动PW，如能够从图3中得知的那样，为此获取所述凸轮轴传感轮231的侧面位置NW1、NW2、NW3、NW4与所述凸轮的下死点的之上的、能够预先给定的点ZP1、ZP2、ZP3之间的角度偏差IR1、IR2、IR3。所述凸轮的下死点相应地作为局部的最小值来示出，并且所述凸轮的上死点相应地作为局部的最大值来示出。在所述能够预先给定的点ZP1、ZP2、ZP3点燃所述燃烧马达20的汽缸211、212、213、214中的分别一个汽缸中的空气燃料混合物，所述能够预先给定的点中的每个能够预先给定的点都以恒定的时间间隔为幅度并且由此也以恒定的凸轮轴角度为幅度处于所述凸轮的上死点之前。以所述凸轮的第一个所示出的上死点为出发点示出了相对于所述第一汽缸211的上死点OT211的时间上的间距以及与此伴随的角度。此外，示出了所述第一汽缸的这个上死点OT211相对于在所述曲轴传感轮221中的间隙之后的第二个下降的侧面的时间上的间距以及与此伴随的角度，从所述时间上的间距以及与此伴随的角度中得出曲轴参考标记KW0。所述曲轴参考标记KW0用作用于所述第一侧面位置NW1的参考参量，作为所述凸轮轴传感轮231的经过校正的侧面，所述第一侧面位置能够从所述凸轮轴位置传感器232的信号中获取。每个角度偏差IR1、IR2、IR3都从表格中得知，在所述表格中对于所述凸轮轴传感轮231的每个侧面来说这个角度偏差IR1、IR2、IR3被制成表格，并且为每个角度偏差IR1、IR2、IR3分配了有效性信息，所述有效性信息表明：是否为了操控所述高压泵16而应该对所述角度偏差加以考虑。在图3所示出的实施例中，所述表格中的角度IR4被标识为无效，因此在所述侧面位置NW4之后没有记录所属的角度偏差IR4。

如果所述凸轮轴位置传感器232没有提供信号，因为所述凸轮轴传感轮231失效，那么为了操控所述高压泵16并且为了先行于这种操控的计算而产生替代值。对于EPM-包来说，为此在所述燃烧马达20的起动中首先通过所述曲轴轮221的齿时间、进气管压力分析、点火隐没或者测试喷射来进行同步。在进行同步之后，在所述角度钟31的马达位置信息的基础上，为了计算对于所述高压泵的凸轮同步的操控而读出中断（Interrupt）。所述中断的位置在此从所述凸轮轴传感轮231的以前经过校准的侧面位置中计算。在所述燃烧马达运行期间，将所述凸轮轴23的调节机构置于闭锁位置中。借助于所述曲轴位置传感器222的信号和所述角度钟31的输出以及在所述燃烧马达起动时已经将所述曲轴22同步到所述凸轮轴23上的情况，从所述EPM中仿真出凸轮轴调节值，方法是：传送所述凸轮轴传感轮231的经过校准的侧面。由此如在正常运行中那样产生对于所述高压泵16的凸轮同步的操控。因为在这里不存在侧面位置NW1、NW2、NW3、NW4，所以虽然失去凸轮同步的栅格（Raster），但是形成拥有正确的角度位置的替代栅格。为此，按照能够应用的阈值尽快地提供关于所述凸轮轴传感轮231的失效的信息。一旦所述凸轮轴调节机构返回到其闭锁位置中，在所述凸轮轴位置传感器223的信号失效之后，所述凸轮轴传感轮231的所要求的角度涉及所述凸轮轴传感轮231的侧面位置的参照值。这能够从所述替代值中借助于所述角度钟31产生中断。如果到达所述闭锁位置的情况不能直接可用，则不应该太早产生所述第一替代侧面，因为所述第一替代侧面不应该在凸轮轴调节时向后关上（zuschlagen）。

近硬件的驱动器的起动在时间同步的模式中进行。自实现替代凸轮轴同步的栅格起，转变为替代角度同步的模式。在所述燃烧马达20的进一步运行期间，所述近硬件的驱动器尽快地需要以下信息：将要实现转变为替代运行，以消除对于所述高压泵16的已经设立的（aufgesetzt）的操控。由此避免由于错误的角度位置而引起的全输送，可能出现所述错误的角度位置，因为所述凸轮轴调节机构出乎意料地返回到其参照位置中。所述驱动器而后以传统的方式以替代凸轮轴同步的栅格继续进行计算。所述驱动器的所有输入参量也在所述替代运行中继续可供使用。

用户软件在所述燃烧马达起动时并且在所述燃烧马达的进一步的运行中以替代凸轮轴同步的栅格来计算。

由EPM向所述凸轮轴调节机构提供关于所述凸轮轴位置传感器232的信号的失效的信息。所述凸轮轴调节机构随后立即返回到其闭锁位置中。到达所述闭锁位置的情况作为信息来提供。在此，对于处于参照位置中的流量控制阀15的所期望的操控开始来说，返回值（Rückgabewert）比如是以曲轴角度的度数的经过校准的绝对的角度。尽管如此，所有用于所述凸轮轴调节机构的Delta角度的输出参量和函数调用在此拥有有效的数值并且涉及所述闭锁位置。

为了任务产生，在所述替代运行中用所述侧面位置NW1、NW2、NW3、NW4的替代值以及所述EPM的替代信息继续进行计算。由此继续产生对于所述高压泵16的凸轮轴同步的操控。在所述燃烧马达起动时，已经由替代值形成第一凸轮轴同步的栅格。在所述燃烧马达的运行中，在所述凸轮轴位置传感器232的信号失效时，如此转变为所述替代值，使得所述凸轮轴同步的栅格转变为替代凸轮轴同步的栅格，而由所述燃烧马达20驱动的机动车的驾驶员则对此没有觉察到什么。

Claims (11)

1.用于对用于将燃料喷射到燃烧马达（20）中的高压泵（16）进行操控的方法，其中所述高压泵（16）与所述燃烧马达（20）的凸轮轴（23）相连接，其特征在于，对于所述高压泵（16）的操控以凸轮轴同步的方式进行，方法是：获取凸轮轴传感轮（231）的侧面位置（NW1、NW2、NW3、NW4）与高压泵（16）的凸轮的下死点之上的、能够预先给定的点（ZP1、ZP2、ZP3）之间的角度偏差（IR1、IR2、IR3），所述凸轮在所述凸轮轴（23）上，其中在操控高压泵（16）时考虑所述角度偏差（IR1、IR2、IR3）。

2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述角度偏差（IR1、IR2、IR3）从表格中得知，在所述表格中，对于所述凸轮轴传感轮（231）的每个侧面来说，角度偏差（IR1、IR2、IR3）被制成表格并且为每个角度偏差（IR1、IR2、IR3）分配了信息：在操控时是否应该考虑相应的角度偏差（IR1、IR2、IR3）。

3.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述侧面位置从凸轮轴位置传感器（232）的信号中获取，其中关于所述凸轮轴（23）的动态的调节对所述信号进行校正。

4.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，获取关于所述燃烧马达（20）的曲轴参考标记（KW0）的侧面位置（NW1、NW2、NW3、NW4），其中所述曲轴参考标记（KW0）对应于所述燃烧马达（20）的第一汽缸（211）的上死点与所述燃烧马达（20）的曲轴传感轮（221）中的间隙之后第二个下降的侧面之间的角度。

5.按权利要求4所述的方法，其特征在于，获取所述第一汽缸（211）的上死点关于所述凸轮轴（23）的上死点的角度（OT211）。

6.按权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述凸轮轴（23）的凸轮轴信号失效时，对于所述高压泵（16）的操控以与所述凸轮轴信号的替代值同步的方式进行，其中所述角度偏差（IR1、IR2、IR3）从所述替代值中获取。

7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在起动所述燃烧马达（20）时，随着凸轮轴信号的失效，从所述燃烧马达（20）的曲轴位置传感器（222）的信号中获取所述替代值。

8.按权利要求6所述的方法，其特征在于，在所述燃烧马达（20）运行期间，在所述凸轮轴信号失效时，将所述凸轮轴（23）的凸轮轴调节机构置于闭锁位置中，并且借助于角度钟（31）从所述燃烧马达（20）的曲轴位置传感器（222）的信号中获取所述替代值。

9.按权利要求6所述的方法，其特征在于，只有在凸轮轴位置传感器（232）的信号的强度超过能够应用的阈值时，才从所述高压泵（16）的以与所述替代值同步的方式进行的操控返回到凸轮轴同步的操控。

10.机器可读的存储介质，在所述机器可读的存储介质上存储了计算机程序，所述计算机程序被设立用于实施按权利要求1到9中任一项所述的方法的每个步骤。

11.电子控制器（30），所述电子控制器被设立用于：借助于按权利要求1到9中任一项所述的方法对用于将燃料喷射到燃烧马达（20）中的高压泵（16）进行操控。

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