CN110062843A

CN110062843A - 用于估计机动车辆发动机中的燃料喷射系统的高压泵的上止点的方法

Info

Publication number: CN110062843A
Application number: CN201780077709.3A
Authority: CN
Inventors: Y.阿尼斯; N.吉拉尔
Original assignee: Continental Automotive GmbH; Continental Automotive France SAS
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2016-12-15
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2019-07-26
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: FR3060657A1; FR3060657B1; US20190353110A1; US10837383B2; CN110062843B; WO2018109359A1

Abstract

本发明的主题是用于估计高压燃料喷射泵的上止点（25）的角位置的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆发动机中的系统的一部分，该泵包括至少一个活塞，所述活塞在室中在上止点（25）和下止点之间移动，该泵配备有用于控制燃料的量的数字控制阀，电流在数字阀关闭时被施加到数字阀，然后被移除以便打开数字阀，数字阀在打开方向上的运动产生所引发的电流，该所引发的电流使得有可能检测数字阀的开始打开（23）的位置。根据数字阀的开始打开（23）的位置出现所在的时刻来估计泵活塞经过上止点（25）所在的时刻。

Description

用于估计机动车辆发动机中的燃料喷射系统的高压泵的上止点的方法

技术领域

本发明涉及用于估计高压燃料喷射泵的上止点的角位置的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机中的系统的一部分。该估计方法在使高压燃料喷射泵与车辆的内燃发动机同步的方法中使用。

背景技术

在该用于估计高压燃料喷射泵的上止点的角位置的方法中，泵包括至少一个活塞，所述活塞在泵室中在上止点和下止点之间移动，对于该上止点，室的容积处于其最小值，对于该下止点，室的容积处于其最大值。

以常规的方式，用于将燃料喷射到内燃发动机中的系统包括低压燃料箱、增压泵、由增压泵馈送的高压燃料喷射泵、高压燃料喷射泵控制器、用于使用高压燃料喷射泵控制器和控制单元使用基于时间的控制或角度控制来激活高压燃料喷射泵的器件。

燃料喷射系统还包括：共轨，其用作高压燃料储器并由所述高压燃料喷射泵馈送；用于测量共轨中的压力的器件；喷射器，其通过所述共轨被供应燃料并由控制单元控制以将燃料喷射到内燃发动机的气缸中。高压燃料喷射泵由内燃发动机驱动。

在这样的高压燃料供应系统中，燃料借助于在低压下操作的增压泵从低压燃料箱被转移到高压燃料喷射泵。共轨中的燃料压力借助于PID（比例积分微分）控制器来调节，该PID控制器被称为高压燃料喷射泵控制器。

该控制器与高压燃料喷射泵所配备有的致动器相结合地起作用，这使得有可能仅根据由发动机控制单元所需要的燃料量将如所必要的那么多的燃料转移到共轨中。为了做到这一点，该致动器包括阀（被称为DIV阀或数字入口阀），该阀允许将期望量的燃料转移到共轨中。

致动器允许由高压燃料喷射泵移位（déplacé）并且在共轨中不想要的任何燃料被送回到供应回路。高压燃料喷射泵是例如被内燃发动机连续地驱动旋转的旋转活塞泵。

在下文中，DIV阀将被称为数字阀，并且包括DIV阀的其致动器在下文中可被称为数字阀致动器。

高压燃料喷射泵经受在其一个或多个活塞与驱动它的内燃发动机的活塞之间（例如，在发动机的活塞的上止点位置与高压燃料喷射泵的活塞的上止点位置之间）的正时，以便使得有可能关于曲轴位置来控制被转移到共轨中的燃料的精确量。借助于电气角度控制（下文中引申开来被称为高压燃料喷射泵角度控制）来激活数字阀致动器，该控制是关于参考角度实现的，即，以高压燃料喷射泵旋转轴的精确角度实现控制。

该参考角度通过构造对应于所述泵的（一个或多个）活塞的位置，使得数字阀在该高压燃料喷射泵的（一个或多个）活塞的精确位置处关闭，该精确位置对应于要转移到共轨中的燃料的确定的体积。

根据现有技术，参考角度通常建立在高压燃料喷射泵的上止点处并通过校准而限定。借助于对参考角度的初始校准来设定高压燃料喷射泵的正时，并且然后通过获取（apprentissage）该参考角度来考虑组件和传感器公差，特别是在高压燃料喷射泵和其由燃烧发动机驱动所经由的机构的目前情况下。

如果高压燃料喷射泵的正时不正确，则被转移到共轨中的燃料的量也是不正确的，并且因此在该共轨中建立的压力也是不正确的。

仍然根据现有技术，因此，高压燃料喷射泵的正时以已知的方式基于在某个角度窗口中PID控制器或调节器的积分部分的检测通过改变高压燃料喷射泵的上止点（TDC）的理论位置而经受获取。这种正时的获取由控制单元执行。作为替代方案，能够分析共轨中的压力信号。

因此，数字阀致动器的电气控制被校准成使得电脉冲被定位在数字阀相对于高压燃料喷射泵的（一个或多个）活塞的位置的期望关闭所在的时间，使得由发动机控制单元确定的燃料量被转移到共轨。当然，这种电气控制需要知道如上文所解释的所建立的参考角度。在发展期间限定电气控制的顺序。当然，这样的角度控制需要发动机的同步。

高压燃料喷射泵能够由内燃发动机驱动。

为了精确地控制，高压泵需要具有精确已知的正时。该正时通常在发动机正时中机械地执行，特别是使用小齿轮、键和带齿的带。尽管如此，与所有这些部件的公差相关联的不确定性仍然存在。这是上文所提到的获取的目的。

由现有技术提出的获取解决方案通常需要发动机已经在运行中并且以足够稳定的方式运行，以在多次重复发生中验证测量。这可能在刚刚起动发动机时呈现出性能问题。

另外，在喷射器故障的情况下或实际上在泄漏的情况下，所提出的获取方法不会趋向于真正的泵正时，并且这可能会降低喷射系统的性能。

发明内容

对于机动车辆内燃发动机燃料喷射系统中的高压泵而言，本发明所基于的问题是通过估计高压泵的上止点来实现高压泵相对于内燃发动机的正时。

为此，本发明涉及用于估计高压燃料喷射泵的上止点的角位置的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机中的系统的一部分，该泵包括至少一个活塞，所述活塞在泵的室中在上止点和下止点之间移动，对于该上止点，室的容积处于其最小值，对于该下止点，室的容积处于其最大值，泵配备有用于控制燃料的量的数字控制阀，该阀在打开位置和关闭位置之间被电气地命令，在该打开位置中，喷射系统的高压部分未被供应燃料，在该关闭位置中，在数字阀于是处于完全关闭位置中的情况下，喷射系统的高压部分被供应，电流在数字阀关闭时被施加到数字阀，然后被移除以便打开数字阀，数字阀朝向其打开位置的运动产生所引发的电流，在监测所引发的电流随时间的推移的走势（profil）时，该所引发的电流使得有可能检测数字阀的开始打开位置及发生数字阀的开始打开所在的时刻，其特征在于：根据数字阀的开始打开位置出现所在的时刻的角位置来估计在泵活塞经过泵的上止点所在的时刻的角位置。

高压泵的上止点的角位置和数字阀的开始打开的角位置之间的关系能够被认为是从现有技术中已知的。然而，根据数字阀的开始打开的位置来估计高压泵的上止点的角位置从未被采用过，并且这样做在一定程度上与现有技术中采用的估计数字阀的开始打开的角位置的方法相反。

因此，本发明包括，一旦发动机被同步，就使用在起动阶段期间的电流走势。因此，即使在喷射被激活之前，也有可能正由起动器马达上的泵的前几个冲程来确定开始打开位置。具体地，一旦数字阀的开始打开位置已被确定位置，就能够推断出泵的上止点的角位置，其位于数字阀的开始打开位置前面几度。

有利地，根据数字阀的开始打开的位置出现所在的时刻来估计经过上止点时的角位置考虑到了以下参数中的至少一个：泵的上游和下游的压力；燃料的弹性模量，该弹性模量取决于燃料的温度和压力；泵的技术特性，诸如其死容积及其扫掠容积。

具体地，在经过上止点和开始打开位置的时刻之间存在延迟。该延迟是由于燃料的膨胀所引起的，并且上文提到的参数使得有可能根据所存在的条件和燃料的参数来量化燃料的这种膨胀。

有利地，测量泵的上游和下游的压力，燃料的弹性模量是由燃料供应商提供的数据，而对燃料的温度进行建模并测量其压力，并且泵的技术特性是由泵制造商提供的数据。

有利地，数字阀的开始打开的位置通过在监测所引发的电流的走势的曲线上出现拐点来体现，拐点出现的时刻被认为是数字阀的开始打开的位置出现的时刻。

有利地，数字阀包括通过返回元件返回到打开位置的闸门（clapet），一旦室中的燃料的压力下降到低于返回元件施加到数字阀的闸门的压力，数字阀就打开。

有利地，通过电气角度控制来激活数字阀。

本发明涉及用于对高压燃料喷射泵进行正时的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机中的系统的一部分，泵的上止点的出现与发动机同步，其特征在于，该方法实施用于估计泵的上止点的角位置的方法。

同步的意思是泵的上止点事件在发动机循环中周期性地重复。

有利地，泵的上止点的出现与发动机的活塞的上止点的出现同相。

如上文中所描述的用于估计上止点的角位置的方法使正时方法再现为比现有技术的正时方法更可靠和更快速。

最后，本发明涉及用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机中的系统，该系统包括高压燃料喷射泵和控制单元，该泵包括在室中移动的至少一个活塞并且配备有用于控制燃料的递送的数字控制阀，该阀由控制单元经由通过电路连接到数字阀的电气控制元件来操作，其特征在于，所述系统实施用于估计泵的上止点的角位置的这样的方法或者这样的正时方法，控制单元包括：用于监测在数字阀打开时在电路中引发的所引发的电流以及用于检测数字阀的开始打开的位置及其出现所在的时刻的元件；以及根据数字阀的开始打开的位置出现所在的时刻来计算泵活塞经过泵的上止点所在的时刻的元件。

有利地，高压泵由增压泵馈送并且供应形成高压燃料储器的共轨，该共轨包括至少一个压力传感器并且对于内燃发动机的每个气缸将燃料供应给燃料喷射器，所述压力传感器感测该共轨内部的燃料的压力，高压泵由内燃发动机驱动。

由本发明呈现的解决方案既不需要附加的传感器，也不需要对控制单元（发动机控制可形成其一部分）进行任何实质性修改。即使在第一次喷射之前，它也允许非常快速地检测泵正时。优选的控制由发动机控制和管理单元执行，但是例行售后服务部门检查也能够经由连接到控制单元（特别是连接到发动机控制单元）的诊断连接器来运行。

附图说明

在阅读以下详细描述时以及在审视通过非限制性示例给出的附图时，本发明的其他特征、目的和优点将变得显而易见，并且在附图中：

图1是内燃发动机的高压燃料供应系统的一个实施例的一个视图的示意性描绘，该系统配备有高压燃料喷射泵，能够依照根据本发明的估计方法来估计该高压燃料喷射泵的上止点的角位置，

图2是高压燃料喷射泵的截面视图的示意性描绘，该高压燃料喷射泵能够实施根据本发明的用于估计泵的上止点的角位置的方法，

图3分别示出了数字阀处的电流以及喷射系统的高压部分的共轨中的压力的两条曲线，这两条曲线识别泵的上止点的角位置和数字阀的开始打开的角位置，依照根据本发明的估计方法来实施根据数字阀的开始打开的位置来检测泵的上止点的角位置，

图4示出了分别涉及两个数字阀中的一个的两条电流曲线，其展现两个数字阀之间的相移，这两条曲线具有重合的开始打开的位置，两个数字阀具有依照根据本发明的方法估计的相同的上止点的角位置，

图5示出了在数字阀处考虑的图2的泵的放大图，其示出了该阀上的力平衡，

图6A和图6B对应于根据图2的高压燃料喷射泵的截面视图的两个示意性描绘，其在数字阀的区域中被放大，以便分别描绘泵的两个特定操作点，对于每个工作点，随附泵的活塞位置和所施加的电流的电流信号以及由数字阀的运动所引发的电流的对应同步曲线。

具体实施方式

更特别地参考图1，内燃发动机高压燃料喷射系统1包括：增压泵2，其从低压燃料箱3中拾取低压燃料；高压燃料喷射泵4，其由增压泵2馈送。该高压泵4包括用于数字阀的致动器，该致动器在图1中没有描绘，但在图2中进行了描绘且稍后将加以详细讨论。

喷射系统1还包括：控制器5，其用于高压燃料喷射泵4，且更特别地用于数字阀致动器；以及器件，其用于使用高压燃料喷射泵4控制器5和发动机控制单元6通过基于时间的控制或角度控制来激活高压喷射泵4，基于时间的控制主要在机动车辆刚刚起动之后使用。

喷射系统1还包括由高压燃料喷射泵4馈送的高压燃料储器或共轨7，共轨7设有用于测量压力的器件8。由共轨7将燃料馈送给喷射器9，并且这些喷射器由发动机控制单元6控制以将燃料喷射到内燃发动机12的气缸11中。

高压燃料喷射泵4可能够通过驱动器件（图1中未描绘）使用内燃发动机12以已知的方式驱动，例如使用链条、齿轮、带或类似类型的机械传动链接机构。

图2示出了用于图1中所示的喷射系统的高压燃料喷射泵4。该泵4包括泵壳体14。泵4的壳体14将通过弹簧20返回的活塞19收容于其内，活塞19由凸轮驱动机构21驱动。

泵壳体14在其上端处具有移位单元15，该排量单元收容数字阀13或DIV阀。单元15包括出自和去往增压泵的供应和返回管18以及通向共轨的出口管17，该出口管包括止回阀16。

当数字阀13处于打开位置中时，活塞19将燃料从供应管18吸取到气缸中，同时出口管17的止回阀16关闭。

在填充阶段结束时，数字阀13仍然处于打开位置中，活塞19朝向增压泵（即，喷射系统的低压部分）驱动供应管18中的燃料，同时出口管17的止回出口阀16保持关闭。这允许多余的燃料被运回到喷射系统的低压部分中。

接下来，电气地命令数字阀13关闭，然后供应管18关闭，活塞19朝向共轨（即，朝向喷射系统的高压部分）驱动出口管17中的燃料，然后，出口管17的止回阀16打开。

图3图示了根据时间的两条曲线。第一曲线26图示了被供应给数字阀的电流，并且第二曲线27图示了共轨中（即，喷射系统的高压部分中）的压力。加框的部分28表示用于测量数字阀的开始打开23的位置和该数字阀的大开位置24的窗口，其示出了当数字阀打开时的电流波动。

泵上止点25能够在共轨中的压力增加结束时被辨识出，而数字阀的开始打开能够通过波动的电流曲线中的拐点而被辨识出。

如先前所提到的，为了加以精确地控制，需要精确地知道形成高压燃料喷射系统的一部分的高压泵的正时。该正时通常通过与发动机相关联的机械器件来实现，但是与所有这些部件的公差相关联的不确定性仍然存在。因此，有必要快速地且精确地估计高压泵的上止点的角位置。

本发明使得有可能通过使用对由数字阀所引发的电流的后检查（relecture）来正从发动机的前几转执行对正时的更快速调适，该数字阀控制向喷射系统的高压部分的燃料递送。这通过检测数字阀的开始打开以及正从发动机的前几转推断出泵的上止点的角位置的位置来实现。

图4示出了分别被供应给正确正时的数字阀和其正时被相移的数字阀的两个或多或少叠加的电流的曲线。因此，图4使得有可能建立在被供应给高压泵的正确正时的数字阀的电流与被供应给泵的其参考角度偏斜（在该图中被偏斜10°，该图为非限制性的）的数字阀的电流之间比较。

在该比较期间，所发现的是：由控制单元产生的电流走势是不同的。相比之下，被正确正时的数字阀或相移的数字阀的开始打开23的时刻在两种情况下都处于同一点处，因为它对应于以下物理现象：当活塞刚好在泵的上止点之后再次下降时，数字阀重新打开。

因此，数字阀的开始打开23的位置与数字阀的参考角度无关。然后，这使得有可能可靠地并且对于同一类型的数字阀来估计收容它的高压泵的上止点的角位置，而与该数字阀的相移以及无论其被编程的角度如何无关。

参考所有附图，本发明涉及用于估计高压燃料喷射泵4的上止点25的角位置的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机12中的系统1的一部分。泵4包括至少一个活塞19，所述活塞在泵4的室中在上止点25和下止点之间移动，对于该上止点，室的容积处于其最小值，对于该下止点，室的容积处于其最大值。

这样的泵4配备有用于控制燃料的量的数字控制阀13，该阀在打开位置和关闭位置之间被电气地命令，在该打开位置中，喷射系统1的高压部分未被供应燃料，在该关闭位置中，在数字阀13于是处于完全关闭位置中的情况下，喷射系统1的高压部分得到供应。

为了实现这一点，电流在数字阀13关闭时被施加到数字阀，然后被移除以便打开数字阀13，数字阀13在其关闭位置和其打开位置之间的运动产生所引发的电流，在监测随时间推移的该所引发的电流的走势时，该所引发的电流使得有可能检测数字阀13的开始打开23的位置和发生数字阀的开始打开所在的时刻。

根据本发明，根据数字阀13的开始打开23的位置出现所在的时刻的角位置来估计在泵4的活塞19经过泵4的上止点25所在的时刻的角位置。

发动机控制单元6将电流施加到数字阀13，以便在期望压缩泵4中的燃料的阶段期间在泵4的下止点和上止点25之间的时刻将其关闭。该电流在上止点25之前不久被移除，如图3和图4中所示。燃料的压缩使数字阀13保持关闭。

一旦已经经过了泵4的上止点25的角位置，一旦泵4的气缸中的压力下降到低于由数字阀13的返回元件22施加的力，则数字阀13将自然地打开。

特别地，在活塞19的前几个冲程期间，当共轨7中的压力低时，横越上止点25的时刻和数字阀13的开始打开23的时刻之间的偏移也非常小，且因此，不确定性对应地较小，从而使这成为估计上止点25的角位置所在的优选时刻。

如果施加预定强度的电流，则有可能经由由数字阀13的运动所引发的电流来确定数字阀13将开始打开所在的时刻（这意味着数字阀13的开始打开23），和数字阀13的大开位置24。

根据数字阀13的开始打开23的位置出现所在的时刻的角位置来估计经过上止点25的时刻的角位置可考虑到以下参数中的至少一个：泵4的上游和下游的压力；燃料的弹性模量，该弹性模量取决于燃料的温度和压力；泵4的技术特性，诸如其死容积及其扫掠容积。

泵4的上游和下游的压力可分别在增压泵2和共轨7中测量。燃料的弹性模量是由燃料供应商提供的数据，而能够对燃料的温度进行建模并测量其压力。泵4的技术特性是已知的，因为这些是由泵4的制造商提供的数据。

如在图3和图4中能够看到的，参考所有附图的附图标记，数字阀13的开始打开23的位置可由在监测所引发的电流的走势的曲线中出现拐点来体现。出现拐点的该时刻被认为是出现数字阀13的开始打开23的位置的时刻。所引发的电流经过拐点，例如当它经过表示开始打开23的位置的拐点时显著下降，然后再次上升以经过表示数字阀13的大开位置24的最大值。

数字阀13可包括通过返回元件或弹簧22返回到打开位置的闸门30。简单地说，一旦室中的燃料的压力下降到低于由返回元件施加在数字阀13的闸门30上的压力，则数字阀13或更具体地闸门30打开。这是造成数字阀的上止点25的角位置和开始打开23的位置之间的延迟的原因。

更具体地，如图5中以放大图所描绘的，为了示出数字阀13的一个示例的结构细节，数字阀13的闸门30经受如下的一组四个力F1、F2、F3和F4：

•F1：由弹簧22施加到闸门30的力，

•F2：由低压燃料施加到闸门30的力，

•F3：由高压燃料施加到闸门30的力，

•F4：由数字阀致动器施加到闸门30的电磁力。

力F1、F2、F3和F4对闸门30具有以下作用：力F1和F2力图打开闸门30，而力F3和F4力图使其保持关闭。因此，一旦所存在的该组力使得F1 + F2 > F3 + F4，则数字阀13打开。

力的限定：

F1 = K * (x – x0)

其中：

K：弹簧刚度（常数）

X：弹簧的压缩长度

x0：弹簧的自由长度。

因此力F1等于弹簧刚度常数乘以弹簧22的自由长度与压缩长度之间的差值的乘积，当数字阀13关闭时力F1是恒定的并且是已知的。

F2 =供应压力*阀闸门的接触面积

其中：

- 供应压力是所测量的低压燃料的供应压力，并且

- 阀闸门的接触面积是闸门30与其阀13座进行接触所经由的面积，这通过构造是已知的。

力F2因此等于所测量的低压燃料供应压力乘以数字阀的闸门在其座上的接触面积的乘积，当数字阀13关闭时力F2是恒定的并且是已知的。

F3 =气缸中的压力*闸门的接触面积

其中：

气缸中的压力是泵4的气缸中的燃料压力，并且

如上文所限定的，闸门的接触面积是数字阀的闸门与其座进行接触所经由的面积，这通过构造是已知的。

关于力F3，气缸中的压力从最大值开始并且当活塞下降时减小，该最大值是当活塞19处于上止点处时共轨中的压力。

力F4由传送通过数字阀致动器（例如，作用在闸门30上的螺线管的线圈）的电流来表征。该电流由燃料喷射系统1测量并且是已知的。

图6A描绘了数字阀13，其中泵4的活塞19被描绘为处于其操作上止点（被引用为点0）处。图6A还描绘了两个图，其中横坐标轴指示曲轴的位置“CRK”，并且纵坐标轴在顶图中指示泵活塞的行程“泵”，且在底图中指示被施加到阀13和由阀13所引发的电流“DIV_CUR”。两个图的横坐标轴是同步的。在顶图中，曲线31示出了根据曲轴的位置的泵的活塞19的位置，而在底图中示出了被施加到阀13和由阀13所引发的电流的信号26。

图6B描绘了数字阀13，其中泵4的活塞19被描绘为处于数字阀13的其开始打开的操作位置（被引用为点1）处。图6B还描绘了两个图，其中横坐标轴指示曲轴的位置“CRK”，并且纵坐标轴在顶图中指示泵活塞的行程“泵”，且在底图中指示被施加到阀13和由阀13所引发的电流“DIV_CUR”。两个图的横坐标轴是同步的。在顶图中，曲线31示出了根据曲轴的位置的泵的活塞19的位置，而在底图中示出了被施加到阀13和由阀13所引发的电流的信号26。图6B还示出了泵的活塞19在图6A和图6B的活塞的两个相应位置之间的扩展（expansion），其在图6B中由术语“扩展”来引用。

因此，根据图6A和图6B，使两个特定的操作点为：

•点0：活塞19的上止点25或TDC 25，其由以下各者表征：等于共轨中的压力的压力P0、等于泵4的死容积的泵4的室的对应容积V0、以及泵4的上止点25的角位置（在图6A中被引用为Alpha_0，其是未知的）。

•点1：数字阀13的开始打开位置，其由以下各者表征：压力P1、泵4室的对应容积V1、和数字阀13的开始打开23的角位置（在图6B中被引用为Alpha_1）。

从以下力平衡来确定点1处的压力P1：F3 = F1 + F2 - F4。控制燃料弹性的定律使得能够使用燃料的弹性模量以及压力P0和P1来如下计算V1。

使点0（TDC）由以下各者来限定：

P0 =共轨7的压力，

V0 =死容积，其通过设计是已知的，

Alpha_0 = TDC位置=未知的。

使点1（阀的开始打开点）由系统所测量的P1、V1和Alpha_1 =已知的位置来限定。

在点1处，存在以下力平衡：F3 = F1 + F2-F4；由于力F1、F2和F4是已知的，因此在知道由于F4取决于电流的情况下确定F3，其将通过由燃料喷射系统1进行的测量来表征：

F3 = P1 *阀的接触面积。确定：

P1 = (F1 + F2 – F4) /阀的接触面积。

接下来，使用燃料弹性方程式来确定V1：

其中：

dP：压力变化，以Pa为单位，

E：立方体弹性模量，以Pa为单位，

dV：容积变化，

V：容积。

这给出了以下关系：dP = - E * dV / V0，即(P0 - P1) = - E * (V0 - V1) /V0，其中弹性模量E是燃料的特性，该特性取决于燃料的压力和温度。确定容积V1 = V0 +(P0 - P1) * V0 / E。

此外，V1等于V0加上由活塞19释放的容积，即，等于活塞19的表面面积乘以活塞19的冲程的容积。因为活塞19的表面面积是已知的，因此如下推断出活塞19的冲程：

活塞冲程 = (V1 - V0) /活塞表面面积。

由于凸轮轮廓（根据角度的活塞19的提升）是已知的，因此能够依据差值（alpha_1- alpha_0）来表达活塞19的行程。并且，由于Alpha_1由系统测量为看到电流中的拐点所在的角度，因此能够用它来推断出Alpha_0，这是所寻求的泵的TDC。

能够通过电气角度控制来激活数字阀13。电气角度控制需要使泵4与内燃发动机12同步。角度控制可遵循内燃发动机12的曲柄角。

高压燃料喷射泵4的角度控制可在确定的数目的段中使用多个电脉冲（例如，所谓的“峰值和保持”）以已知的方式来实现。

对泵4的上止点25的确定被用于设定高压泵4相对于内燃发动机12的正时，有利地但非排他地，通过泵4的上止点25和发动机12的一个活塞的上止点之间的对应性来实现。

因此，本发明涉及用于设定高压燃料喷射泵4的正时的方法，该高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机12中的系统1的一部分。在该正时方法中，泵4的上止点25的出现与发动机12同步，并且有利地与发动机12的活塞的上止点的出现同相。这种设定泵正时的方法使用如上文中所描述的用于估计泵4的上止点25的角位置的方法。

最后，本发明涉及用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机12中的系统1，该系统包括高压燃料喷射泵4和控制单元5、6。该控制单元可包括特定于高压燃料喷射泵4的控制器5和发动机控制单元6，其具有关于燃烧发动机12的操作、且特别是到发动机12中的燃料喷射的更广泛的功能（attribution）。

泵4包括在室中移动的至少一个活塞19并且配备有用于控制燃料的递送的数字阀13，该阀由控制单元5、6经由通过电路连接到数字阀13的电气控制元件来操作。

根据本发明，喷射系统1采用用于估计泵4的上止点25的角位置的方法或者正时方法，每种方法均如上文中所描述的那样。控制单元5、6（且更特别地，特定于泵的控制器5）包括这样的元件：该元件用于监测在数字阀13打开时在电路中所引发的电流以及用于检测数字阀13的开始打开23的位置及其出现所在的时刻。

控制单元5、6还包括这样的元件：该元件根据数字阀13的开始打开23的位置出现所在的时刻来计算泵4的活塞19经过泵4的上止点25所在的时刻。

Claims

1.一种用于估计高压燃料喷射泵（4）的上止点（25）的角位置的方法，所述高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机（12）中的系统（1）的一部分，所述泵（4）包括至少一个活塞（19），所述活塞在所述泵（4）的室中在上止点（25）和下止点之间移动，对于所述上止点，所述室的容积处于其最小值，对于所述下止点，所述室的所述容积处于其最大值，所述泵（4）配备有用于控制燃料递送的燃料的量的数字控制阀（13），所述阀在打开位置和关闭位置之间被电气地命令，在所述打开位置中，所述喷射系统的高压部分未被供应燃料，在所述关闭位置中，在所述数字阀（13）于是处于完全关闭位置中的情况下，所述喷射系统的所述高压部分被供应，电流在所述数字阀（13）关闭时被施加到所述数字阀，然后被移除以便打开所述数字阀（13），所述数字阀（13）朝向其打开位置的运动产生所引发的电流，在监测所引发的电流随时间推移的走势时，所述所引发的电流使得有可能检测所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置以及发生所述数字阀的开始打开所在的时刻，其特征在于：根据所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置出现所在的时刻的角位置来估计在所述泵（4）活塞（19）经过泵（4）上止点（25）所在的时刻的角位置，根据所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置出现所在的时刻的角位置来估计在经过上止点（25）所在的时刻的角位置考虑以下参数中的至少一者：在所述泵（4）上游和下游的压力；所述燃料的弹性模量，所述弹性模量取决于所述燃料的温度和压力；所述泵（4）的技术特性，诸如，所述泵的死容积及所述泵的扫掠容积。

2.根据前述权利要求所述的方法，其中，测量在所述泵（4）的上游和下游的压力，所述燃料的弹性模量是由燃料供应商提供的数据，而对所述燃料的温度进行建模并测量所述燃料的压力，并且所述泵（4）的所述技术特性是由泵（4）制造商提供的数据。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置由在监测所引发的电流的走势的曲线上的拐点的出现来体现，所述拐点的出现所在的时刻被认为是所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置出现的时刻。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述数字阀（13）包括闸门，所述闸门通过返回元件（22）返回到打开位置，一旦所述室中的燃料的压力下降到低于所述返回元件施加到所述数字阀（13）的闸门的压力，则所述数字阀（13）打开。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用电气角度控制来激活所述数字阀（13）。

6.一种用于对高压燃料喷射泵（4）进行正时的方法，所述高压燃料喷射泵形成用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机（12）中的系统（1）的一部分，泵（4）上止点（25）的出现与所述发动机（12）同步，其特征在于，所述方式实施根据前述权利要求中任一项所述的用于估计泵（4）上止点（25）的角位置的方法。

7.根据前述权利要求所述的正时方法，其中，泵（4）上止点（25）的出现与所述发动机的活塞的上止点的出现同相。

8.一种用于将燃料喷射到机动车辆内燃发动机（12）中的系统（1），所述系统包括高压燃料喷射泵（4）和控制单元（5、6），所述泵（4）包括在室中移动的至少一个活塞（19）并且配备有用于控制燃料的递送的数字控制阀（13），所述阀由所述控制单元（5、6）经由通过电路连接到所述数字阀（13）的电气控制元件来操作，其特征在于，所述系统实施根据权利要求1至5中任一项所述的用于估计泵（4）上止点（25）的角位置的方法或者根据权利要求6或7所述的正时方法，所述控制单元（5、6）包括：用于监测在所述数字阀（13）打开时在所述电路中引发的所引发的电流以及用于检测所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置及所述数字阀的开始打开出现所在的时刻的元件；以及，根据所述数字阀（13）的开始打开（23）的位置出现所在的时刻来计算所述泵（4）活塞（19）经过泵（4）上止点（25）所在的时刻的元件。

9.根据前述权利要求所述的喷射系统（1），其中，所述高压泵（4）由增压泵（2）馈送并且供应形成高压燃料储器的共轨（7），所述共轨（7）包括至少一个压力传感器并且对于所述内燃发动机（12）的每个气缸将燃料供应给燃料喷射器，所述压力传感器感测在所述共轨内部的燃料的压力，所述高压泵（4）由所述内燃发动机（12）驱动。