CN108026856A - 用于运行喷射设备的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于运行燃烧马达的喷射设备的方法和装置，所述喷射设备具有第一喷射器（10）和至少一个第二喷射器（10），其中所述喷射设备拥有高压储存器，其中记录在所述第一喷射器（10）的高压输入管路（15）的区域中的压力走势并且对其进行测评，用于识别对于所述至少一个第二喷射器（10）中的至少一个第二喷射器的操纵。

Description

用于运行喷射设备的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行燃烧马达的喷射设备、尤其是共轨-喷射设备的方法。所述方法尤其用在具有压电喷射器的喷射设备中。

背景技术

燃烧马达中的喷射设备用于将燃料从储箱输送到所述燃烧马达的燃烧室、气缸中或者喷射到所述燃烧室、气缸中。对于共轨-喷射系统来说，借助于高压泵将燃料置于高的压力水平上。将处于压力之下的燃料加入到管道系统、所述轨中，又将所述处于压力之下的燃料从所述管道系统、所述轨中输送给喷射器，以进行喷射。所述共轨-喷射原理的特征在于压力产生和真正的喷射过程的完全的分开。真正的喷射通过对于也被称为喷射阀的喷射器的操控来进行，例如通过用电信号、操控信号进行的操控来进行。根据作用原理，在磁阀与拥有压电执行器的压电-喷射阀之间进行区分。

为了能够满足变得越来越高的排放要求，所述喷射器的喷射量以及喷射功能刚好也必须在使用寿命期间尽可能地保持恒定。应该注意，对于在所述喷射器的使用寿命期间进行学习的电压校正功能的开发来说十分有益的是，识别电压需求的变化。

用于达到这种要求的重要的因素在此是通过所述喷射器来喷射的燃料的量和时刻的精度以及对于所述燃料的特性的确定。为了能够在使用寿命期间查明所述喷射的时刻和燃料量，知道给喷射器配备传感器，用所述传感器能够探测喷射的针的打开的时刻和针的关闭的时刻。

公开文献DE 10 2014 204 746 A1说明了一种具有喷射器壳体的共轨-喷射器，在所述喷射器壳体中构造了高压室，所述高压室能够通过在所述喷射器壳体中所构成的输入孔或者高压孔用处于压力之下的燃料来供给。在所述喷射器的外表面上设置了传感器，用所述传感器能够探测所述高压孔中的、由于喷射所引起的压力降低。通过这个传感器也探测到由于针关闭或者喷射的结束所引起的压力上升。

由此，需要给喷射器中的每个喷射器配备压力传感器，这随之带来高的成本。此外要注意，在所述传感器之一失灵时就不再能够实施所述方法。

发明内容

面临这种背景，介绍一种按权利要求1所述的方法和一种按权利要求9所述的装置。实施方式由从属权利要求中并且由说明书中得出。

利用所述方法用传感器来记录在空间上远离的喷射器的高压输入管路中的压力走势并且对其进行测评，用于确定对于这个远离的喷射器的操纵。“操纵”在此意味着打开和/或关闭、尤其是针打开和/或针关闭。

所介绍的方法典型地在共轨-喷射设备中尤其用在压电喷射器中。所述方法能够运用于所有种类的、在保持本体上具有传感器的喷射器。在此，对在高压输入管路的区域中所检测到的压力走势进行测评。在此重要的是，第一喷射器的传感器用于对至少一个第二喷射器的性能得出结论。

所介绍的方法在设计方案中利用处于所述高压孔的区域中的保持本体上的、由于所述第一喷射器的高压孔中的压力波而引起的弹性变形，用于对所述马达的其它相邻的喷射器的操纵、尤其是针打开或者针关闭进行识别，所述其它相邻的喷射器可能没有传感器或者其传感器失灵。失灵在此也暗示在运行时间里的如此之高的信号损失，以至于再也不能实施测评。此外，能够对处于所述高压孔的区域中的保持本体上的、由于第一喷射器的高压孔中的压力波而引起的弹性变形进行测评，用于识别所述具有传感器的第一喷射器的针打开和/或针关闭。

所述方法也能够用于对传感器进行监控并且通过其它的传感器对传感器的结果进行核实。

由此利用喷射器的高压孔或者高压输入管路中的压力走势，用于在运行时间范围内识别马达中的其它喷射器的针打开和针关闭或者所述喷射系统的多个喷射器的针打开和针关闭，其中对于所述其它喷射器来说可能所述传感器已失灵。在此，能够将所述保持本体的变形或者所述管路的变形用作有待检测的参量。对此来说所需要的传感器能够被安置在所述保持本体或者所述输入管路上，并且既不必安装在所述喷射器的高压区域中也不必安装在其低压区域中。但是，原则上能够使用在所述高压储存器或者轨中设置的传感器。

通过这种方式方法，在传感器失灵时这个喷射器的针打开和针关闭能够由其它的喷射器来测量并且由所述喷射系统、比如共轨-喷射系统的计算单元来确定。在打开时刻-识别和关闭时刻-识别的基础上对所述针打开和针关闭进行进一步的调节并且执行另外的功能，这些做法由此尽管一个或者多个传感器的失灵对相关的喷射器来说也能够继续进行，对于所述相关的喷射器来说所述传感器已失灵。由此，在一个或者多个传感器失灵之后也能够遵守排放要求和性能要求。

由此足够的是，给马达仅仅装备一个喷射器，给所述喷射器比如在所述保持本体上配备了一个传感器。在一种实施方式中规定，给几个喷射器装备传感器。所述数目在此小于一个系统中的喷射器的数目，比如对于V6马达来说两个喷射器具有传感器。所述传感器也能够在所述系统中被安装在所述轨或者其它的点上。这个点应该与所有喷射器液压地耦合。对于具有两个轨的V6马达来说，也能够设置两个传感器，也就是每个轨一个传感器。优点由此是节省喷射器上的传感器。这对总系统来说引起成本节省。

对于所介绍的方法来说，由此在设计方案中规定，一个或者多个喷射器的针打开和针关闭通过所述马达上的其它喷射器的剩余的发挥功能的传感器来确定或者测量，对于所述一个或者多个喷射器来说所述传感器已失灵。也能够规定，通过一个或者几个传感器来探测一个燃烧马达上的所有喷射器的针打开和针关闭。因此，所述传感器的数目小于所述喷射器的数目。而迄今则规定，对于未来的具有压电操控机构的共轨-喷射器来说为每个喷射器安装一个单独的传感器，所述单独的传感器探测各自的喷射器的针打开和针关闭。

所介绍的方法能够在设计方案中在所述系统中用一个传感器来识别一个或者多个相邻的喷射器的针打开和针关闭。此外，它能够在所述系统中用少许的传感器来识别一个或者多个相邻的喷射器的针打开和针关闭，也就是说所述传感器的数目小于所述喷射器的数目。能够用一个或者少许的传感器对相邻的喷射器实施核实和/或检查。一个或者多个失灵的传感器的功能够同样能够通过一个或者多个还发挥功能的传感器来承担。

本发明的另外的优点和设计方案由说明书和附图得出。

附图说明

不言而喻，前面所提到的并且下面还要解释的特征不仅能够在相应所说明的组合中而且也能够在其它的组合中或者单独地使用，而不离开本发明的范围。其中：

图1示出了用于实施所说明的方法的喷射器的一种实施方式；

图2在四张图表中示出了参量的走势；

图3示出了喷射器的保持本体的剖面；

图4在一张图表中示出了喷射器-电压需求与轨压之间的相关性；并且

图5示出了气缸上的传感器信号。

本发明借助于实施方式在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行详细描述。

具体实施方式

图1示出了在总体上用附图标记10来表示的喷射器的一种实施方式。图示示出了切换阀12、切换阀室14、节流板16、流出口-节流阀18、流入口-节流阀20、控制室22、控制室套筒24和喷嘴针26。

此外，图示示出了高压输入管路15，该高压输入管路通往高压孔17，在所述高压孔的区域中布置了保持本体19。在这个保持本体19上布置了压电元件21，该压电元件用作传感器并且记录所述保持本体19的变形、尤其也记录所述保持本体19的变形的走势。

所示出的喷射器10通过伺服液压的切换阀12的切换来改变所述控制室22中的压力。所述控制室22直接处于所述喷嘴针26的上面。为了打开所述喷射器10，由于流经所述流出口-节流阀18和所述流入口-节流阀20而如此降低所述控制室22中的压力，直至在所述喷嘴针26上达到了力的平衡并且所述喷嘴针打开。在此，所述切换阀12释放所述流出口-节流阀18后面的朝向低压区域的空间，从而由于功能原因来自所述控制室22的控制量能够通过所述流出口-节流阀18流到所述低压区域中。只要所述切换阀12打开，所述控制量就流出。

所述切换阀12的打开在所述高压输入管路15和所述高压孔17中引起压力降低。所述高压孔17中的压力降低引起所述高压孔17的弹性变形并且也引起所述保持体19的弹性变形，所述弹性变形通过用作压电-传感器元件的压电元件21来测量并且由这个传感器来转化为电信号并且通过电线25来传输给控制器23。

对于所介绍的方法来说，现在记录所述高压孔17的弹性变形并且也记录所述保持本体19的弹性变形并且对其进行测评，其中所述弹性变形通过对于另外的喷射器的操纵来引起。因为所述喷射器液压地彼此相连接，所以对于另外的喷射器之一的操纵也影响到其它喷射器的高压输入管路15中的压力变化。在此虽然出现由于压力波的运行时间而出现延迟。但是所述延迟比如能够借助于温度模型来确定。如果要确定喷射持续时间、也就是针打开与针关闭之间的时间间隔，所述运行时间则能够保持不予考虑。

作为替代方案或者补充方案，能够在所述高压输入管路15上布置传感器或者压电元件。

图2在三张图表中关于相应的时间间隔分别示出了信号走势。第一图表30关于时间示出了操控电压32的走势。第二图表40关于时间示出了所述高压输入管路中的压力走势42。第三图表50示出了所述压电元件的控制器输入端上的经过滤波的电压信号52，所述压电元件布置在所述高压输入管路的区域中的保持本体上。

在所述第一图表30中可以看出在第一时刻35开始直至第二时刻36的操控持续时间34，对于所述喷射器的操控在所述第二时刻结束。所述走势32上的点38标明所述操控电压的数值，用所描述的方法的执行可以调节所述操控电压。

在打开所述切换阀以及由此排出控制量时，在所述高压输入管路中在第三时刻44出现压力降低。这种压力降低在所述高压孔的圆周上、也就是在磨面上引起所述保持本体的机械的卸荷，所述传感器安放在所述磨面上。如果比如将压电元件用作传感器，这种卸荷就引起被预紧的压电元件的卸荷并且能够作为这个压电元件上的电压变化来测量。

在打开所述喷嘴针时，在第四时刻46在所述高压管路中出现另外的压力降低。这种压力降低引起所述高压孔的圆周上或者所述磨面上的保持本体的另外的机械的卸荷，所述传感器安放在所述磨面上。

这种卸荷引起所述被预紧的压电元件的另外的卸荷，并且能够作为所述压电元件上的电压变化来测量。所述第四时刻46在此能够通过所述传感器的电压变化的梯度变化来定义或者识别。

在针关闭时，在第五时刻48在所述高压孔中触发压力波或者压力上升。这种压力上升引起所述传感器元件的另外的预应力并且能够作为所述传感器元件上的电压变化来测量。

在喷射器的针打开时，此外在共轨-喷射设备中的其它喷射器的高压孔中引起压力降低，因为所述喷射器通过所述轨和所述HD管路液压地耦合。这种压力降低由于较长的液压的线路而相对于进行喷射的喷射器的上死点在时间上错开地到达其它的喷射器处。

在一个或者多个喷射器的一个或者多个传感器失灵时，这个或者这些喷射器的针打开以及由此触发的压力降低能够由其它的喷射器来探测并且确定，所述其它的喷射器在所述高压孔上还具有发挥功能的传感器并且将所述保持本体的、由于压力降低所引起的变形转化为电参量并且将这种信号传送给所述共轨-喷射设备的计算单元。

这种压力降低由此也能够由所述其它的喷射器来探测并且确定，所述其它的喷射器在所述高压孔上具有传感器并且将所述保持本体的、由于压力降低所引起的变形转化为电参量并且将这种信号传送给所述共轨-喷射设备的计算单元。

同样的情况适用于针关闭。在进行喷射的喷射器的针关闭时，在所述高压孔中触发压力波、也就是压力上升（第五时刻48）。这种压力上升在所述喷射设备中的其它喷射器的高压孔中同样引起压力上升，因为所述喷射器通过所述高压储存器、所述轨和所述高压管路液压地耦合。这种压力上升由于所述较长的液压的线路而相对于所述进行喷射的喷射器的上死点在时间上错开地到达其它的喷射器处。

这种压力上升由此也能够由所述其它的喷射器来探测并且确定，所述其它的喷射器在所述高压孔上具有传感器并且将所述保持本体的、由于压力上升所引起的变形转化为电参量并且将这种信号传送给所述共轨-喷射设备的计算单元。

在一个或者多个喷射器上的一个或者多个传感器失灵时，这个喷射器或者这些喷射器的针关闭以及由此触发的压力上升由其它的喷射器来探测并且确定，所述其它的喷射器在所述高压孔上还具有发挥功能的传感器并且将所述保持本体的、由于压力上升所引起的变形转化为电参量并且将这种信号传送给所述共轨-喷射设备的计算单元，所述计算单元典型地被集成在控制器中并且所述计算单元代表着在这方面所描述的装置。

在所介绍的方法中能够在所述第三时刻44与所述第四时刻46之间检测所述第二图表40中的走势42和所述第三图表50中的走势52并且对其进行测评。因此，这两个时刻之间的、比如为200μs的时间间隔和在这个时间间隔中的梯度能够对所述喷射器的功能进行重要的推断，在操控时能够对所述推断加以考虑。

通过这种方式方法，能够借助于所述传感器来识别所需要的、喷射器所特有的、用于打开切换阀的操控电压，并且能够在使用寿命期间用于车辆中的“闭环”电压调节并且可能在工厂中在检测和编码中使用。

瞬间部分地提供的太高的电压超前量由此不再有必要。每个喷射器都通过电压调节精确地得到对其来说所需要的操控电压，用于保证喷射器功能。由此，没有非必要地给车辆中的控制器加载。此外，由此能够提高制造中的极限、也就是所述喷射器的、用于遵守在允许的范围之内的控制器-负荷的电参量并且由此提高合格产量。

通过所述方法，此外能够放弃在工厂中所存在的对于电压需求的检测及其针对所述喷射器的编码以及客户在车辆上进行的所属的读入。

图3示出了保持本体的剖面，所述保持本体用附图标记70来表示。图示示出了高压孔72、用作压电-传感器元件的压电元件74、构造得尽可能刚硬的夹紧环76以及处于所述保持本体70的磨面（Anschliff）上的伸展区域78。

所述高压孔72的、由于压力波而产生的变形引起所述保持本体70的变形，所述保持本体的变形又用所述压电元件74来记录。在此，尤其记录所述变形的时间上的走势并且对其进行测评。

图4在一张图表80中示出了走势82，该走势通过上升的直线来产生并且反映了所述喷射器的在纵坐标84上绘示的电压需求与在横坐标86上绘示的轨压之间的相关性。

所述走势表明所述电压需求与所述轨压之间的线性的关联。所述轨压越高，所述喷射器的电压需求就越高。

这种相关性能够在所介绍的方法中、尤其是在调节所述操控电压时得到考虑。因此，能够在有几个、比如两个或者三个轨压时求得所需要的操控电压。在存在另外的轨压时所需要的操控电压而后能够通过内插或者外插来求得。

图5示出了气缸1中的喷射器上的传感器的信号。在此涉及4缸全马达。可以清楚地在所述气缸1中的喷射器的传感器信号上看出气缸2、3和4中的其它喷射器的针打开和针关闭的特征。

图示用附图标记100来示出气缸1的通电、用附图标记102来示出气缸3的通电、用附图标记104来示出气缸4的通电、用附图标记106来示出气缸2的通电并且用附图标记108来示出气缸1的通电。用附图标记110来示出气缸1的去通电、用附图标记112来示出气缸3的去通电、用附图标记114来示出气缸4的去通电、用附图标记116来示出气缸2的去通电并且用附图标记118来示出气缸1的去通电。

此外，图示示出了从所记录的压力走势中产生的传感器信号130。所述传感器信号130的走势中的显著的位置用附图标记来标出。

用附图标记140来标出由于所述气缸1的针打开而引起的电压降。附图标记142示出了由于气缸1的针关闭而引起的电压上升。附图标记144示出了由于气缸3的针打开而引起的电压降，附图标记146示出了由于气缸3的针关闭而引起的电压上升，附图标记148示出了由于气缸4的针打开而引起的电压降，附图标记150示出了由于气缸4的针关闭而引起的电压上升，附图标记152示出了由于气缸2的针打开而引起的电压降，附图标记154示出了由于气缸2的针关闭而引起的电压上升，附图标记156示出了由于气缸1的针打开而引起的电压降，并且附图标记158示出了由于气缸1的针关闭而引起的电压上升。

Claims (10)

1.用于运行燃烧马达的喷射设备的方法，所述喷射设备具有第一喷射器（10）和至少一个第二喷射器（10），其中所述喷射设备拥有高压储存器，其中记录在所述第一喷射器（10）的高压输入管路（15）的区域中的压力走势并且对其进行测评，用于识别对于所述至少一个第二喷射器（10）中的至少一个第二喷射器的操纵。

2.按权利要求1所述的方法，其中检测所述第一喷射器（10）的高压输入管路（15）的变形。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中检测在所述第一喷射器（10）的高压孔（17、72）的区域中的保持本体（19、70）的变形。

4.按权利要求2或3所述的方法，其中检测压电元件（21、74）的变形。

5.按权利要求1所述的方法，其中通过对所述高压储存器（15）中的压力走势进行检测的传感器来记录在第一喷射器（10）的高压输入管路的区域中的压力走势。

6.按权利要求1到5中任一项所述的方法，其中对所述至少一个第二喷射器（10）中的至少一个第二喷射器的至少一个传感器进行监控。

7.按权利要求1到6中任一项所述的方法，所述方法用于确定由所述至少一个第二喷射器（10）中的至少一个第二喷射器所引起的喷射的喷射开始。

8.按权利要求7所述的方法，所述方法借助于用于确定运行时间的温度模型来实施。

9.用于运行燃烧马达的喷射设备的装置，所述喷射设备具有第一喷射器（10）、至少一个第二喷射器（10）和高压储存器，其中所述装置被设立用于：记录所述第一喷射器（10）的高压输入管路（15）的区域中的压力走势并且对其进行测评，用于识别对于所述至少一个第二喷射器（10）中的至少一个第二喷射器的操纵。

10.按权利要求9所述的装置，所述装置被集成在控制器（23）中。