CN109751171B - 用于对高压泵的零输送进行识别的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于对内燃机的高压泵的零输送进行识别的方法，所述高压泵具有电吸入阀并且所述高压泵用于将燃料从低压区域输送到高压储存器中，其中检测所述高压储存器中的压力并且从中求取频率变换的走势，并且其中根据所述频率变换的走势中的、与高压泵的输送频率（f₀）相对应的振幅（A）来推断是否存在零输送。

Description

用于对高压泵的零输送进行识别的方法

技术领域

本发明涉及一种用于对内燃机的高压泵的零输送进行识别的方法，所述高压泵具有电吸入阀，并且本发明涉及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。

背景技术

具有能够自由地运动的阀活塞的吸入阀能够在与活塞泵的组合中用作高压泵，以用于将燃料一直压缩到所期望的压力值、所谓的轨压并且传送到高压储存器（所谓的共轨）中。所述吸入阀在所述活塞的吸入行程中打开并且使燃料补充流入并且能够在所述活塞的压缩行程中如此被操控，使得其关闭，以用于使得所述燃料不流到低压区域中。

出于效率原因，在此适宜的是，如此对所述电吸入阀进行操控或者通电，使得其尽可能刚好依然关闭，以用于在需求时将燃料输送到所述高压储存器中。

发明内容

按照本发明提出具有独立的权利要求的特征的、一种用于对高压泵的零输送进行识别的方法以及用于实施所述方法的一种计算单元和一种计算机程序。有利的设计方案是从属权利要求及以下说明书的主题。

一种按本发明的方法用于识别内燃机的高压泵的零输送，所述高压泵具有电吸入阀并且所述高压泵用于将燃料从低压区域输送到高压储存器中。在此，燃料尤其能够通过所述高压泵的输送室来输送到高压储存器中，所述输送室能够通过所述电吸入阀来打开或者关闭。

对于所述电吸入阀来说，优选作为用于将低压区域与输送室分开的阀活塞的限程机构的磁电枢能够借助于电磁体在第一位置与第二位置之间移位，其中在所述第一位置中所述阀活塞不能关闭，并且在所述第二位置中所述阀活塞能够关闭。

在此，通常在所述限程机构或者所述磁电枢与所述阀活塞之间不存在机械的连接。机械的弹簧能够将机械的弹力施加到所述磁电枢上并且将其保持在原位中。通过对于所述电吸入阀的操控并且由此通过对于所述电磁体的通电，尤其克服所述机械的弹簧的弹力作用改变所述磁电枢相对于所述电磁体的位置，使得所述限程机构从所述第一位置变换到所述第二位置。这意味着，所述吸入阀在无电流的状态中通常打开并且只有将压力施加到所述阀活塞上才能在通电的状态中完全关闭。

通过这种方式能够实现这一点，即：虽然在吸入阶段中将燃料从所述低压区域吸到所述输送室中，但是只有在所述吸入阀完全关闭时才在压缩阶段的期间将燃料从所述输送室输送到所述高压储存器中。否则，在压缩阶段的期间将燃料返回输送到所述低压区域中。

现在“零输送”是指，尤其在所述高压泵的一个或者多个行程或者旋转的期间，没有将燃料输送到所述高压储存器中。在此出现这种情况，如果所述电吸入阀在整个压缩阶段的期间打开。这种情况的根据又在于：只要不是有针对性地引起零输送，就是没有足够长时间地操控所述电吸入阀或者没有足够长时间地给所属的电磁体通电。

现在检测所述高压储存器中的压力并且从中求取频率变换的走势。作为频率变换的走势，在此尤其能够优选使用借助于快速或者离散傅里叶变换（FFT、DFT）求取的走势。

而后根据所述频率变换的走势中的、与高压泵的输送频率相对应的振幅来推断是否存在零输送。尤其能够推断出零输送的存在，如果与所述高压泵的输送频率相对应的振幅以大于能够预先给定的阈值的幅度偏离参考值。在此，能够非常容易地根据所述内燃机的转速以及所属的传动比、必要时还在考虑到安装位置角度的情况下求取所述高压泵的输送频率，其中所述高压泵被耦合到所述内燃机上。作为参考值，比如考虑在所述高压泵按规定地发挥功能时、也就是在没有零输送的情况下的振幅。这种振幅比如能够在测试测量的范围内来获取。

根据这样的频率变换的走势，能够特别容易并且快速地识别零输送，因为在此如所提到的那样没有将燃料输送到所述高压储存器中。这意味着，相应地没有进行压力提高。通过所述频率变换以及对于与所述高压泵的输送频率相对应的振幅的使用，能够很快地识别没有出现本来由所述高压泵所期望的压力升高。

通过所述频率变换，此外所提出的方法相对于其它的通常具有其它频率的压力波动非常不敏感。由此也产生比比如在时间范围内工作的方法高的可用性。在这方面也优选的是，在隐没干扰频率的情况下求取所述频率变换的走势，从而能够得到还更加精确的结果。

如果推断出零输送，则优选在时间上延长对于所述电吸入阀的操控。这尤其能够优选通过以下方式来进行，即：在起动阶段中并且/或者在保持阶段中在时间上延长操控。对于所述电吸入阀的操控在这方面意味着：如已经提到的那样，对于所述电吸入阀的电磁体的通电。作为起动阶段在此是指通电的阶段，在该阶段中用较高的电流将所述电枢首先置于运动之中并且将其拉动，保持阶段表示紧接着的阶段，在该阶段中而后用较低的电流使所述电枢保持。通过这样的措施能够阻止另外的不期望的零输送。

按本发明的计算单元、比如机动车的控制器尤其在程序技术上被设立用于实施按本发明的方法。

以计算机程序的形式来实现所述方法也是有利的，因为这引起的成本特别低，尤其如果执行用的控制器还用于另外的任务并且因此本来就存在。合适的用于提供所述计算机程序的数据载体尤其是磁存储器、光学存储器和电存储器、像比如硬盘、闪存盘、EEPROM、DVD以及类似更多的存储器。也能够通过计算机网络（因特网、内联网等）来下载程序。

本发明的另外的优点和设计方案从说明书和附图中得出。

附图说明

本发明借助于一种实施例在附图中示意性地示出并且下面参照附图进行描述。其中：

图1示意性地示出了内燃机的燃料喷射系统，所述燃料喷射系统具有拥有电吸入阀的高压泵，对于所述高压泵来说能够实施按本发明的方法；

图2示意性地示出了具有电吸入阀的高压泵，对于所述高压泵来说能够实施按本发明的方法；

图3示出了高压储存器中的压力的时间上的走势；并且

图4以优选的实施方式示出了在实施按本发明的方法时高压储存器中的压力的、频率变换的走势。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了内燃机40的示范性的燃料喷射系统10。这种燃料喷射系统示范性地包括（在这里电）燃料泵14，借助于该燃料泵能够将燃料从燃料箱12中取出并且通过燃料过滤器13输送给高压泵15。所述高压泵15之前的区域由此代表着低压区域。所述高压泵15通常以特定的传动比与所述内燃机40或者其凸轮轴或者曲轴相连接并且由此能够被驱动。

所述高压泵15具有电吸入阀16，参照图2对该电吸入阀进行详细解释。所述高压泵15的出口与所述高压储存器18、所谓的轨相连接，在所述高压储存器上连接了多个燃料喷射器19。通过所述燃料喷射器19又能够将燃料加入到所述内燃机40中。此外，能够在所述高压储存器18上设置压力传感器20，所述压力传感器被设立用于检测所述高压储存器18中的压力。

此外示出了构造为控制器的计算单元80，该计算单元示范性地被设立用于操控所述内燃机40或者所述燃料喷射器19和所述具有电吸入阀16的高压泵15。此外，所述控制器80比如能够读入所述压力传感器20的信号并且就这样检测并且处理所述高压储存器18中的压力。

在图2中详细地示出了图1的高压泵15和电吸入阀16。所述高压泵15具有活塞23（或者拥有活塞或者泵活塞的输送机构），所述活塞由凸轮24来操纵。所述凸轮安放在轴37上并且能够在泵侧布置在所述高压泵15的泵壳体中。尤其凸轮运动通过适当的连接（比如通过凸轮轴）被耦合到所述内燃机上。

此外，所述高压泵15具有出口阀25，通过所述出口阀所述高压泵15的输送室26连接到所述高压储存器上。所述出口阀25比如能够借助于弹簧来构造为止回阀，从而只有在所述输送室中存在足够高的压力时才能将燃料从所述输送室26输送到所述高压储存器中。

所述电吸入阀16具有阀活塞30，该阀活塞将所述低压区域与所述高压泵15的输送室26分开。来自所述低压区域的燃料流在这里借助于箭头来示出。

此外，所述电吸入阀16具有拥有线圈31的电磁体32。所述线圈31比如能够被连接到所述控制器上，使得所述线圈31或者所述电磁体32能够在对于所述电吸入阀的操控的范围内来通电。此外，设置了限程机构33，所述限程机构在此构造为用于所述电磁体的电枢。

在所述电磁体32的未通电的状态中，比如能够借助于一个或者多个弹簧将所述电枢33在离开所述电磁体32的情况下朝阀活塞30的方向挤压。在这种无电流的状态中，所述电吸入阀16如这里示范性地示出的那样处于第一位置S₁中。

在所述第一位置S₁中，所述阀活塞30不能完全关闭或者不能完全将所述低压区域与所述输送室26分开，因为所述电枢33限制所述阀活塞30的行程。

如果给所述线圈31通电，所述电枢33就朝所述电磁体32的方向运动并且由此离开所述阀活塞30。在这种通电的状态中，所述电吸入阀与所述限程机构33处于第二位置S₂中。

在所述第二位置S₂中，所述阀活塞30能够完全关闭或者将所述低压区域完全与所述输送室26分开，因为所述电枢33不再限制所述阀活塞30的行程。在关闭的状态中，所述阀活塞30封闭所述阀座35。

下面现在要简短地对所述高压泵15与所述电吸入阀16的作用原理进行解释。在原始状态中，所述吸入阀16以及尤其所述阀活塞30在无电流的状态中打开并且所述出口阀25关闭。

在具有活塞23的高压泵的部分的吸入行程或者吸入阶段中，如通过箭头所勾画的那样，所述凸轮24在旋转运动的过程中运动，并且所述活塞23向下运动，也就是说朝所述凸轮24的方向运动。由于打开的吸入阀16，由此将燃料吸到所述输送室26中。

在所述高压泵15的输送行程或者压缩阶段中，所述电磁体32首先还未被通电，也就是说所述电枢33处于第一位置S₁中。所述活塞23向上运动并且由于所述打开的吸入阀16而由此将来自所述输送室26的燃料首先返回朝所述燃料泵15的方向输送。为此要说明，所述阀活塞30尽管在所述输送室26中所产生的压力或者朝低压区域的方向的燃料流也没有完全关闭，因为所述电枢33限制了所述阀活塞30的行程。

如果现在比如还在所述压缩阶段的期间给所述线圈31通电，那么所述电枢33就运动到所述第二位置S₂中。由此能够通过所述输送室26中的燃料的压力或者朝低压区域的方向的燃料流将所述阀活塞30挤压到所述阀座35中。所述吸入阀16由此关闭。通过所述活塞23的进一步的提升运动，现在在所述输送室26中进一步形成压力。随着达到足够高的压力，所述出口阀25打开并且燃料被输送到所述高压储存器中。

但是，如果没有足够长时间地给所述线圈31或者所述电磁体32通电，所述电枢33就不运动到所述第二位置S₂中并且所述阀活塞30不能关闭。由此出现所提到的零输送。

在图3中示出了内燃机的如参照图1所描绘的那样的高压储存器中的压力的时间上的走势。为此，关于时间t绘示出压力p。

如可以看到的那样，所述压力经受一定的波动，所述波动尤其源自通过所述高压泵进行的输送。在通过这样的输送提高所述压力的期间，由于取出、尤其是通过所述燃料喷射器进行的喷射而出现所述压力的减小。但是，另外的影响同样可能引起或者改变压力波动，比如泄漏。

由此，根据所述压力的时间上的走势难以检测这样的情况，在所述情况中所述压力由于零输送而下降或者没有得到提高。

现在在图4中以优选的实施方式示出了在实施按本发明的方法时高压储存器中的压力的频率变换的走势。为此关于频率f示出了振幅A。

这样的频率变换的走势比如能够通过将离散傅里叶变换运用到在图3中示出的走势上这种方式来得到。这比如能够在所提到的控制器的处理的范围内进行，用所述控制器也能够检测所述压力本身。

所述频率变换的走势现在为不同的频率表明不同的振幅，所述振幅会按压力变化或者压力波动的方式来变化。

相应地，关于所述高压泵的、在这里用f₀表示的输送频率也有一定的振幅。在这里用A_ref来说明参考值，对于所述高压泵的特定的按规定的运行来说（也就是说在没有零输送的情况下）预料到所述参考值。

如果现在用于这种输送频率f₀的振幅以大于阈值ΔA的幅度偏离所述参考值A_ref，那就能够认为，出现了一次或者多次零输送。在此能够按需求来预先给定所述阈值，也就是比如是否一定出现多次零输送来用于认定故障特性，或者是否应该容易地以足够的可靠性来识别零输送。

在通过这种方式识别出零输送之后，比如作为应对措施能够在时间上延长对于所述电吸入阀的操控，使得所述吸入阀又关闭并且如果不期望出现所述零输送就不再出现。

不言而喻，在此也能够借助于所述振幅来检查，对于所述电吸入阀的操控的这样的变化是否已经引起所述冷输送的避免或者是否可能需要另外的变化。

Claims (6)

1.用于对内燃机（40）的高压泵（15）的零输送进行识别的方法，所述高压泵（15）具有电吸入阀（16）并且所述高压泵用于将燃料从低压区域输送到高压储存器（18）中，

其中检测所述高压储存器（18）中的压力（p）并且从中求取频率变换的走势，并且

其中根据所述频率变换的走势中的、与高压泵的输送频率（f₀）相对应的振幅（A）来推断是否存在零输送，如果推断出了零输送，就在时间上延长对于所述电吸入阀（16）的操控，方法是：在起动阶段中并且/或者在保持阶段中在时间上延长操控。

2.按权利要求1所述的方法，其中，如果与所述高压泵的输送频率（f₀）相对应的振幅（A）以大于能够预先给定的阈值（ΔA）的幅度偏离参考值（A_ref），那就推断出零输送的存在。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中作为频率变换的走势使用借助于离散傅里叶变换所求取的走势。

4.按权利要求1或2所述的方法，其中在隐没干扰频率的情况下求取所述频率变换的走势。

5.计算单元（80），该计算单元被设立用于实施按前述权利要求中任一项所述的方法。

6.机器可读的存储介质，该机器可读的存储介质具有在其上面所保存的计算机程序，该计算机程序在其在计算单元（80）上被执行时促使该计算单元（80）实施按权利要求1到4中任一项所述的方法。

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