CN110770428B - 用于控制数字高压泵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制数字高压泵（20）的方法，当内燃发动机在起动程序期间无法起动时，该控制方法包括以下连续步骤:检查内燃发动机的外部参数；测量高压输出端（20_3）处的物理参数，当在高压输出端（20_3）测量的物理参数小于或等于参考值时，在起动程序期间向高压泵（20）施加电分离控制信号（SD）代替电控制信号，当在高压输出端（20_3）处测量的物理参数大于参考值时，在给定时间后停止起动程序。

Description

用于控制数字高压泵的方法

技术领域

本发明总体上涉及一种用于控制高压泵的方法，该高压泵专用于例如将燃料分配到内燃发动机中。

更具体地说，本发明涉及高压泵的所谓“防附着”控制方法，以试图去除可能妨碍所述高压泵正确运行的至少一种颗粒。

背景技术

本发明尤其适用于汽车工业。例如，它可以在发动机控制计算机中实现。

越来越多的机动车辆配备有用于向内燃发动机供应燃料的喷射装置。有各种类型的喷射，例如直接喷射或共轨喷射。

十多年来，共轨技术越来越多地被用于直接或间接将燃料喷射到内燃发动机的汽缸中。该技术的原理是基于使用第一低压泵，该第一低压泵被设计成从燃料箱中吸取燃料并以低压（例如5巴）将其输送到第二高压泵的输入端。第二高压泵本身设计成以例如2000巴量级的压力向内燃发动机的共轨供应燃料。

共轨被设计成为内燃发动机的喷射器进行供应。尤其是借助于第二高压泵和喷射器（例如压电喷射器）的使用，可以非常精确地控制喷射的燃料量。

以简化和通用的方式，第二高压泵至少包括泵体、低压燃料输入端、高压燃料输出端、设计成接收活塞的腔室和允许燃料流入或不流入腔室的阀。活塞能够在第一底部位置和第二顶部位置之间移动，第一底部位置允许腔室被填充，第二顶部位置使得活塞能够在腔室中上升从而与阀的关闭协作，以在压力下将燃料喷射到共轨中。

燃料中颗粒的存在可能会妨碍阀关闭，从而妨碍燃料压力上升。

存在各种高压泵技术。如果第二高压泵是所谓的模拟高压泵，这通常使用第一PWM（ “脉宽调制”的缩写）控制信号来控制。因此，通过改变PWM信号的占空比，可以控制所述高压泵的阀的打开，从而首先控制轨道中的压力，其次，如果颗粒被截留，则尝试去除颗粒。

如果第二高压泵是所谓的“数字”泵，就不可能用PWM控制信号来控制它。如本领域技术人员所知，这种类型的高压泵由“峰值保持”控制信号控制。“峰值保持”控制信号必须与发动机循环同步施加，以允许轨道中有足够的压力上升。然而，如果颗粒被截留在阀中，很难用“峰值保持”控制信号将其去除。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种控制高压泵的方法，以便试图去除妨碍所述高压泵正确运行的颗粒。

为此，本发明提出了一种用于控制高压泵的方法，该高压泵是例如由“峰值保持”控制信号控制的数字高压泵，该高压泵包括被设计成接收燃料的低压输入端、被设计成输送加压燃料的高压输出端、被设计成接收活塞的至少一个腔室、包括阀头的阀，其中活塞能够移动并允许高压泵中的燃料向其高压输出端加压，该阀被设计成从第一位置移动到第二位置，第二位置使得能够保持燃料加压，以便通过其高压输出端被输送到共轨中，高压泵还被设计成使用电控制信号来控制，高压泵尤其在内燃发动机的起动程序中被激活，当内燃发动机在起动程序期间无法起动时，该控制方法包括以下连续步骤：

- 检查内燃发动机的外部参数；

- 测量高压输出端的物理参数，

- 当在高压输出端测量的物理参数小于或等于参考值时，在起动程序期间向高压泵施加电分离控制信号SD代替电控制信号，

- 当在高压输出端测量的物理参数大于参考值时，在给定时间后停止起动程序。

因此，通过这种控制，当燃料被高压泵吸入和排出时，有可能移动汽缸中的活塞，以试图去除被堵塞的颗粒。

在施加电分离控制信号之前，在一个示例性实施例中，本发明的方法提出了检查内燃发动机外部参数的步骤，该步骤包括检查燃料箱中的燃料液位。这样，可以看出内燃发动机的不起动实际上是否与高压泵的问题有关。

例如，该方法包括检查高压泵的控制装置的步骤。

为了电子方面的优化，例如提出由复制n次的基本电信号形成电分离控制信号。因此分配的内存空间较小。

为了允许阀有时间完美地移动，提出例如基本电信号包括第一基本相位、第二基本相位和最后的第三基本相位，第一基本相位在第一最小幅度值和第一最大幅度值之间变化，第二基本相位在第一最大值和续流值之间变化，第三基本相位在第一续流值和第一最小幅度值之间变化。

为了增加去除截留颗粒的机会，有利地提出在至少一个燃料吸入阶段期间将电分离控制信号施加到高压泵。

为了更快地排空颗粒，提出例如在至少一个燃料吸入阶段将电分离控制信号施加到高压泵。

为了与各种高压泵以及所述高压泵的各种控制电子设备兼容，提出例如基本电信号具有可修改的持续时间。

在一个示例性实施例中，提出基本电信号是“峰值保持”信号。

附图说明

通过参考附图给出的以下描述，本发明的细节和优点将变得更加清楚，其中：

- 图1是数字高压泵的简图，

- 图2是用于控制图1所示数字高压泵的本发明的方法的流程图，以及

- 图3和图4是由图2所示的本发明的方法使用的控制信号的示例。

具体实施方式

这里将在控制安装在机动车辆中的高压泵的情况下介绍本发明的方法。图1以简化的方式示出了高压泵20，高压泵20被设计成向机动车辆内燃发动机的共轨供应高压燃料。燃料可以是例如柴油，并且由高压泵20输送的压力可以是1000巴的量级。该压力值以及燃料的类型是以举例的方式给出的，并且绝对不限制本发明的范围。

高压泵20包括泵体20_1、低压输入端20_2、高压输出端20_3、设计成在腔室20_5中移动以提高燃料压力的活塞20_4、以及阀20_6。

阀20_6包括阀杆20_61和阀头20_62。阀头20_62具有上部阀头部分20_621和下部阀头部分20_622；上部阀头部分20_621面向活塞20_4。

腔室20_5具有腔室止动件20_51，其形状设计成接收下部阀头部分20_622，使得维持共轨中的燃料压力成为可能。

弹簧20_7围绕阀杆20_61定位，以便将阀20_6保持在第一位置。阀20_6因此被设计成在第一位置和第二位置之间移动，如图1所示。阀20_6的第一位置允许来自低压输入端20_2的燃料通过，以便填充腔室20_5。第二位置允许阀头20_62与汽缸止动件20_51接触，以便提高高压输出端20_3处的燃料压力。

高压泵20尤其使用电磁体20_8来激活，电磁体20_8响应于电控制信号将阀20_6从第一位置移动到第二位置。由于高压泵20的运行对于本领域技术人员来说是众所周知的，因此这里不再详细解释。当然，图1中描述和示出的高压泵20是作为示例给出的，并且也可以使用另一种高压泵。此外，这里呈现的高压泵20是数字高压泵，并且由电控制信号控制，该电控制信号是“峰值保持”信号。

使机械部件移动有时会导致颗粒的产生，这可能会导致高压泵20出现故障。为了说明这种现象，图1示出了颗粒20_9，其例如是金属性质的。在图1的示例中，颗粒20_9滞留在阀头20_62和腔室止挡件20_51之间的界面处，妨碍其完全关闭，并因此导致高压泵20的不正确运行。颗粒20_9具有例如微米量级的尺寸。当然，可以有多个颗粒20_9。

本发明提出了一种用于控制高压泵20的方法，高压泵20被设计成移动泵20_6，以便去除颗粒20_9。本发明的方法优选旨在控制数字高压泵。

图2示出了根据本发明的用于控制高压泵20的方法的各个步骤的流程图。图3和图4还示出了由本发明的方法使用的被称为SD的电分离控制信号的示例性曲线图。

本发明的方法优选在内燃发动机起动程序中使用或激活，且更具体地说，当所述内燃发动机不起动时使用或激活。方便的是，本发明的方法仅在检查了内燃发动机不起动的原因之后才启动或激活。

为此，本发明的方法包括第一步骤e1，在该步骤中测试内燃发动机的外部参数，以确保内燃发动机的不起动可能与高压泵20的不正确运行相关。因此，首先要测试例如燃料箱中是否有足够的燃料来确保内燃发动机的起动。

作为变型，也可以在该第一步骤e1期间测试高压泵20的控制电子设备的正确运行。

同样作为另外的变型，也可以测试所述机动车辆的电池的能量水平。

如果内燃发动机的外部参数是正确的，且因此几乎可以确定内燃发动机不起动与高压泵20的故障有关，且更具体地说，与其中存在至少一个颗粒20_9有关，则本发明的方法提出移动到第二步骤e2。

如果内燃发动机的至少一个外部参数不正确，则本发明的方法移动到第三步骤e3。

第三步骤e3包括通知机动车辆驾驶员需要经过机动车辆干预训练的人进行干预的故障。可以通过打开仪表板上的指示灯来传递信息。

方便的是，为了确认在第一步骤e1中做出的诊断，本发明的方法在第二步骤e2中提供在起动阶段测量共轨中的压力。因此，可以检查共轨中的压力是否小于较低的阈值，例如1000巴。

如果测量的压力值小于较低的压力阈值，那么内燃发动机不起动的原因很可能与高压泵20中存在颗粒20_9有关。在这种情况下，提出进入第四步骤e4。

在相反的情况下，也就是说，如果在起动阶段共轨中的压力大于或等于较低的阈值压力，则根据本发明的方法，内燃发动机不起动的原因可能与所述高压泵20中存在颗粒20_9无关。在这种情况下，该方法提出移动到第三步骤e3。

第四步骤e4包括通过替换最初施加到高压泵20的电控制信号，停用在电方面和/或时间方面限制电分离控制信号SD的所有附加功能。因此，例如如果高压泵20具有噪声限制功能，则该功能被停用。

作为变型，如果高压泵20具有限制电控制信号的电流或功率的功能，则这些功能也被停用。因此，方便的是，通过停用这些功能，可以利用电分离控制信号可用的所有电力和/或能量，以试图去除颗粒20_9。

一旦附加功能被停用，本发明的方法移动到第五步骤e5。第五步骤e5包括使用例如高压泵20的控制电子设备向高压泵20施加被如图3所示的称为SD的电分离控制信号。

图3还示出了代表高压泵20状态的另一信号；这个信号在图3中称为SP。

在图3中称为SP_1的第一相位期间，高压泵20处于泵送模式；也就是说，来自低压泵的燃料经由低压输入端20_2到达并填充腔室20_5。

在称为SP_2的第二相位期间，燃料首先被活塞20_5的上升和阀20_6的关闭加压，且然后被输送到共轨。

有利的是，与汽缸20_5的上升和所述汽缸20_5的下降相结合的电分离控制信号SD的应用增加了阀20_6的位移力，并且从而使得提高本发明的方法的效率成为可能。

电分离控制信号SD可以被分成基本信号SD_SE的重复，如图4所示。

在本发明的方法的一个示例性实施例中，基本信号SD_SE是“峰值保持”信号。例如，基本信号SD_SE具有10 ms的持续时间SD_SE_d。持续时间SD_SE_d根据高压泵20和高压泵20的控制电子设备的特性来选择。

为了便于描述基本信号SD_SE的各个部分，图4中示出了所述基本信号。基本信号SD_SE具有第一基本信号相位SD_SE_Ph_1、第二基本信号相位SD_SE_Ph_2和最后第三基本信号相位SD_SE_Ph_3。

第一基本信号相位SD_SE_Ph_1具有持续时间SD_SE_Ph_1_d，该持续时间根据要控制的高压泵20的类型来确定并能够被修改。持续时间SD_SE_Ph1_d被确定为使得基本信号SD_SE从第一最小值V_min变为第一最大值V_max。

持续时间SD_SE_Ph1_d具有例如5 ms的值。第一最小值V_min例如为0 A，并且第一最大值V_max例如为100 mA。根据控制电子设备，第一最大值V_max可以在第一最大值V_max和第一中间值V_inter之间振荡，V_inter小于V_max但大于V_min。第一最大值V_max和第一中间值V_inter之间的这些振荡与控制电子设备有关。有利的是，第一最大值V_max和第一中间值V_inter之间的振荡不改变或仅非常轻微地改变阀20_6抵靠汽缸止动件20_51的位置。

第二基本信号相位SD_SE_Ph_2具有持续时间SD_SE_Ph_2_d，这使得有可能在高压泵20的控制回路中产生续流相位。本领域技术人员很清楚续流相位的益处和效果；因此，这里不再详细介绍这些内容。因此，在第二基本信号相位SD_SE_Ph_2期间，所述信号从第一最大值V_max变为第一续流值V_rl。在一个示例性实施例中，第一续流值V_rl小于第一中间值V_inter。在一个示例性实施例中，持续时间SD_SE_Ph_2_d为3 ms。

第三基本信号相位SD_SE_Ph_3的持续时间SD_SE_Ph_3_d也能够被修改。例如，SD_SE_Ph_3_d具有2ms的持续时间。此外，在第三基本信号相位SD_SE_Ph_3期间，基本信号从第一续流值V_rl变为第一最小值V_min。

如上所述，基本信号SD_SE重复n次，并形成电分离控制信号SD。有利的是，本发明的方法提出在泵状态信号SP的第一相位SP_1期间以及在所述相同信号的第二相位SP_2期间施加电分离控制信号SD。在本发明的方法的一个示例性实施例中，基本信号SD_SE在第一相位SP_1期间至少一次被施加到高压泵20，并且在第二相位SP_2期间被施加至少一次。

在图3所示的示例性实施例中，在第一相位SP_1期间施加5次基本信号SD_SE，并且在第二相位SP_2期间施加5次基本信号SD_SE。

有利的是，借助于本发明的方法，阀20_6在第一相位SP_1期间被致动，也就是说，在汽缸20_5中开始移动，次数与电分离控制信号SD_SE的施加次数相同。因此，阀从第一位置移动到第二位置至少五次，从而使得能够移动并可能去除位于阀头20_61上的颗粒20_9。

有利的是，在第二相位SP_2期间，阀20_6还被施加5次的基本信号SD_SE，从而使得有可能改善阀头和汽缸底部之间的界面处的接触，使得有可能去除颗粒20_9。

因此，借助于本发明的方法和电分离控制信号SD对高压泵20的施加，可以去除位于其阀头和汽缸底部之间的界面上的至少一个颗粒20_9。

本发明的方法提出在第二相位SP_2期间控制共轨中的压力，并观察其是否达到并超过最小压力值，例如1000巴，这等同于阀20_6抵靠汽缸止动件20_5的正确关闭，因此等同于高压泵20的正确运行，并因此去除颗粒20_9。

在本发明的方法的一个示例性实施例中，提出在第六步骤e6期间，当共轨中的压力再次正常时，停止向高压泵20施加电分离控制信号SD，并且重新施加当高压泵20处于正常运行状态时所使用的电控制信号。

此外，当尽管在起动阶段施加了电分离控制信号，发动机仍未起动时，本发明的方法提出移动到第三步骤e3。

作为变型，只要共轨中的压力小于最小压力值，就在整个起动阶段施加电分离控制信号SD。

例如，本发明的方法可以在发动机控制计算机中实现。振幅和周期值是纯粹作为说明给出并且绝对不限制本发明的范围。

当然，本发明不限于上面描述和附图中示出的优选实施例以及提到的变型实施例，而是延伸到本领域技术人员能力范围内的所有变型。

Claims (12)

1.一种用于控制高压泵（20）的方法，所述高压泵（20）是数字高压泵，高压泵（20）包括设计成接收燃料的低压输入端（20_2）、设计成输送加压燃料的高压输出端（20_3）、设计成接收活塞（20_4）的至少一个腔室（20_5）、包括阀头（20_62）的阀（20_6），其中所述活塞（20_4）能够移动并允许所述高压泵（20）中的燃料朝向其高压输出端（20_3）加压，所述阀（20_6）被设计成从第一位置移动到第二位置，所述第二位置使得能够保持所述燃料加压，以便通过其高压输出端（20_3）输送到共轨中，当内燃发动机在起动程序中无法起动时，所述方法包括以下连续步骤：

· 检查所述内燃发动机的外部参数，然后检查是否至少一个外部参数得到验证；

· 测量所述高压输出端（20_3）处的物理参数，

· 当在所述高压输出端（20_3）测量的物理参数小于或等于参考值时，向所述高压泵（20）施加电分离控制信号（SD）代替在起动程序期间的电控制信号，

· 当在所述高压输出端（20_3）处测量的物理参数大于所述参考值时，在给定时间后停止所述起动程序。

2.根据权利要求1所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述高压泵（20）是由“峰值保持”控制信号控制的数字高压泵。

3.根据权利要求1所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述高压泵（20）在内燃发动机起动程序中被激活。

4.根据权利要求1所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，检查所述内燃发动机的外部参数包括检查燃料箱中的燃料液位。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，检查所述内燃发动机的外部参数包括检查所述高压泵（20）的控制装置。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述电分离控制信号（SD）由复制n次的基本电信号（SD_SE）形成。

7.根据权利要求6所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述基本电信号（SD_SE）包括第一基本相位（SD_SE_Ph1）、第二基本相位（SD_SE_Ph_2）和最后第三基本相位（SD_SE_Ph_3），所述第一基本相位（SD_SE_Ph1）在第一最小振幅值（V_min）和第一最大振幅值（V_max）之间变化，所述第二基本相位（SD_SE_Ph_2）在第一最大振幅值（V_max）和续流值（V_rl）之间变化，所述第三基本相位（SD_SE_Ph_3）在第一续流值（V_rl）和第一最小振幅值（V_min）之间变化。

8.根据权利要求6所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，在至少一个燃料吸入阶段期间，将所述电分离控制信号（SD）施加到所述高压泵（20）。

9.根据权利要求6所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，在至少一个燃料输送阶段期间，将所述电分离控制信号（SD）施加到所述高压泵（20）。

10.根据权利要求6所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述基本电信号（SD_SE）具有可修改的持续时间（SD_SE_d）。

11.根据权利要求10中所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，持续时间（SD_SE_d）具有10 ms的值。

12.根据权利要求6项所述的用于控制高压泵（20）的方法，其中，所述基本电信号（SD_SE）是“峰值保持”信号。

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