JP5818423B2 - Method of operating a fuel injection system for an internal combustion engine, computer program, and adjusting device for which the discharge amount is adapted - Google Patents
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Description
本発明は、少なくとも2つの高圧ポンプを備えた内燃機関の燃料噴射システムを、該高圧ポンプの吐出量を制御するための吐出量制御装置を用いて作動するための方法、コンピュータプログラムおよび制御装置に関する。 The present invention relates to a method, a computer program, and a control device for operating a fuel injection system of an internal combustion engine including at least two high-pressure pumps using a discharge amount control device for controlling the discharge amount of the high-pressure pump. .
シリンダ数が比較的多いいわゆるV型エンジンまたはボクサーエンジン等の比較的大型の内燃機関、とりわけシリンダ数が4を上回る内燃機関では現在、燃料噴射システムにおいて、レールシステムの形態の共通のコモンレール容積を介して燃料を高圧でシリンダの個々の噴射装置へ吐出する高圧ポンプが2つ以上使用される。このような内燃機関のレールシステム内の燃料の圧力は、通常はセンサによって検出され、いわゆるレール圧調整装置が前記少なくとも2つの高圧ポンプを、通常は同期の燃料吐出角で制御し、各高圧ポンプによって理論的には等しい燃料吐出量が吐出される。 In relatively large internal combustion engines, such as so-called V-type engines or boxer engines with a relatively large number of cylinders, especially those with more than 4 cylinders, fuel injection systems currently use a common rail volume in the form of a rail system. Two or more high-pressure pumps are used to discharge the fuel at high pressure to the individual injectors of the cylinder. The pressure of the fuel in the rail system of the internal combustion engine is usually detected by a sensor, and a so-called rail pressure adjusting device controls the at least two high-pressure pumps, usually with a synchronous fuel discharge angle. In theory, the same fuel discharge amount is discharged.
しかし、高圧ポンプのこのような同期制御にもかかわらず、実際には内燃機関の2つ以上の高圧ポンプが供給する吐出量は異なってくる。本来はレール圧調整装置によって同期制御が行われるにもかかわらず、燃料噴射システムおよび内燃機関の構成要素における機械的および電気的な公差が異なることにより、高圧ポンプが異なるごとにこれらの高圧ポンプの吐出量は異なってくる。従来技術ですでに見られたような、内燃機関の高圧ポンプの吐出量が異なることは、耐性および騒音発生に関する問題に繋がる。運転中に各高圧ポンプの温度が異なることは耐性の問題に繋がる。というのも高圧ポンプは、該高圧ポンプ内を流れる燃料によって規則的に冷却され、冷却が不十分である場合には高圧ポンプの耐性が低減するからである。同一ないしは結合されたレールシステムの高圧ポンプの吐出量が偏差する場合、騒音低減のための手段に関する別の問題も発生する。燃料噴射システムの2つ以上の高圧ポンプからの燃料の吐出が非対称的である場合、騒音を低減するために実施される音響的手段が効果を奏さないか、または十分な効果を奏することができない。というのもこの音響的手段は、すべてのポンプの燃料吐出が理論的であり、均質かつ対称的であることを前提とするからである。 However, in spite of such synchronous control of the high-pressure pump, the discharge amount actually supplied by two or more high-pressure pumps of the internal combustion engine differs. Despite the fact that synchronous control is originally performed by the rail pressure regulator, the mechanical and electrical tolerances in the fuel injection system and the components of the internal combustion engine are different, so that each time these high pressure pumps are different, The discharge amount will be different. The difference in the discharge amount of the high-pressure pump of the internal combustion engine as already seen in the prior art leads to problems with regard to resistance and noise generation. Different temperatures of each high-pressure pump during operation lead to durability problems. This is because the high-pressure pump is regularly cooled by the fuel flowing through the high-pressure pump, and if the cooling is insufficient, the resistance of the high-pressure pump is reduced. If the discharge rate of the high-pressure pumps of the same or coupled rail system deviates, another problem regarding the means for noise reduction also arises. If the fuel delivery from two or more high-pressure pumps of the fuel injection system is asymmetric, the acoustic means implemented to reduce the noise will not be effective or will not be effective enough. . This is because this acoustic means assumes that the fuel delivery of all pumps is theoretical, homogeneous and symmetrical.
DE102007035316A1に、内燃機関の量制御部の量制御電磁弁を制御するための方法が記載されている。 DE102007035316A1 describes a method for controlling a quantity control solenoid valve of a quantity control part of an internal combustion engine.
本発明の課題は、複数の高圧ポンプを有する燃料噴射システムにおいて、高圧ポンプの公差に起因する吐出量の偏差によって生じる様々な問題を解決することである。 An object of the present invention is to solve various problems caused by deviations in the discharge amount due to tolerances of a high-pressure pump in a fuel injection system having a plurality of high-pressure pumps.
前記課題は、
内燃機関の運転中に少なくとも一時的に、前記高圧ポンプを投入および遮断することにより、該高圧ポンプの吐出量差を表す量を求め、
吐出量制御装置の制御量に依存して、各高圧ポンプが吐出する燃料量が実質的に等しくなるように適応化することを特徴とする方法
によって解決される。
The problem is
By turning on and off the high-pressure pump at least temporarily during operation of the internal combustion engine, an amount representing a difference in discharge amount of the high-pressure pump is obtained,
This is solved by a method characterized in that, depending on the control amount of the discharge amount control device, the fuel amount discharged from each high-pressure pump is adapted to be substantially equal.
本発明の基礎となる問題は、請求項1記載の方法、独立請求項に記載のコンピュータプログラムおよび/または制御装置によって解決される。従属請求項に本発明の別の構成および実施形態が記載されている。さらに以下の記載および図面において、本発明に重要な構成を説明する。 The problem underlying the present invention is solved by a method according to claim 1, a computer program and / or a control device according to the independent claims. Further configurations and embodiments of the invention are described in the dependent claims. Further, in the following description and drawings, structures important to the present invention will be described.
本発明では、燃料噴射システムの複数ないしは少なくとも2つの高圧ポンプが実際に等しい吐出量で作動しているか否か、すなわち相互に同期して燃料を吐出しているか否かを比較的簡単に検出することができる。本発明の方法によって、燃料噴射システムの高圧ポンプを理論的に同期して作動させているにもかかわらず、1つまたは複数の高圧ポンプの吐出量が相互に偏差していることが検出された場合、本発明の方法では、燃料噴射システムのすべての高圧ポンプから吐出される燃料量が実質的に等しくなり、吐出が同期するように、適応化によって吐出量の整合ないしは同期を行うことができる。 In the present invention, it is relatively easy to detect whether or not a plurality of or at least two high-pressure pumps of the fuel injection system are actually operating at an equal discharge amount, that is, whether or not fuel is being discharged in synchronization with each other. be able to. The method of the present invention has detected that the discharge rate of one or more high-pressure pumps deviates from each other, despite the fact that the high-pressure pumps of the fuel injection system are operated theoretically synchronously. In this case, in the method of the present invention, the amount of fuel discharged from all the high-pressure pumps of the fuel injection system can be substantially equal, and the discharge amount can be matched or synchronized by adaptation so that the discharge is synchronized. .
燃料ポンプの吐出量をこのように整合または同期することの利点は、内燃機関ないしは燃料供給システムの機械的部品または電気的装置の公差によって吐出量に差や偏差が生じた場合、この差や偏差を補償できることである。このようにして本発明による燃料噴射システムの高圧ポンプは、整合され均質になった燃料の吐出流で作動するようになり、個々の高圧ポンプの冷却も相互間で均質になる。すなわち、従来の高圧ポンプはほとんど、該高圧ポンプ内を流れる燃料によってのみ冷却されていたので、吐出量が偏差する場合には摩耗過程が異なり、騒音差も発生することにもなり、これが不快に感じられていたので、これを避けなければならない。このようにして本発明では、音響的手段を効率的に活用することができ、不所望の騒音発生が低減されるか、または完全に回避される。とりわけ、高圧燃料ポンプの吐出量を整合するための本発明の方法により、内燃機関の部品やとりわけ機械的部品において全体的に許容できる公差が大きくなり、かつ、個々の高圧ポンプの吐出を可能な限り同期して均質に行うことができるようになる。吐出量が適合されることによって高圧ポンプが均質に冷却されるようになると、ポンプの寿命も長くなる。とりわけ、このような燃料噴射システムのたとえばレール圧脈動や燃料の不均質な吐出等の不所望の現象を、本発明によって回避することができる。 The advantage of aligning or synchronizing the fuel pump discharges in this way is that if there are differences or deviations in the discharge due to tolerances of mechanical parts or electrical devices of the internal combustion engine or fuel supply system, this difference or deviation Can be compensated. In this way, the high-pressure pump of the fuel injection system according to the present invention is operated with a matched and homogeneous fuel discharge flow, and the cooling of the individual high-pressure pumps is also homogeneous between each other. In other words, most conventional high-pressure pumps are cooled only by the fuel flowing in the high-pressure pump. Therefore, when the discharge amount is deviated, the wear process is different and a noise difference is generated, which is uncomfortable. I had to avoid it because it was felt. In this way, in the present invention, acoustic means can be utilized efficiently, and unwanted noise generation is reduced or completely avoided. In particular, the method according to the invention for matching the discharge rates of high-pressure fuel pumps increases the overall tolerance that can be tolerated in internal combustion engine parts and in particular mechanical parts, and enables the discharge of individual high-pressure pumps. As long as it can be performed in a synchronized and homogeneous manner. If the high pressure pump is cooled uniformly by adapting the discharge amount, the life of the pump will also be extended. In particular, undesired phenomena such as rail pressure pulsations and inhomogeneous discharge of fuel in such fuel injection systems can be avoided by the present invention.
吐出角または吐出角差は簡単に求められるパラメータである。吐出角は、吐出中に高圧ポンプが通過する該高圧ポンプの駆動軸の回転角である。吐出角差は、いずれかの高圧ポンプの吐出が遮断される直前の別の高圧ポンプの吐出角と、該いずれかの高圧ポンプの吐出が遮断されたときの該別の高圧ポンプの吐出角との差である。 The discharge angle or the discharge angle difference is a parameter that can be easily obtained. The discharge angle is the rotation angle of the drive shaft of the high pressure pump through which the high pressure pump passes during discharge. The discharge angle difference is the discharge angle of another high-pressure pump just before the discharge of any high-pressure pump is cut off, and the discharge angle of the other high-pressure pump when the discharge of any one of the high-pressure pumps is cut off. Is the difference.
吐出角または吐出角差をローパスフィルタリングすることにより、吐出量制御装置(レール圧調整装置)に通常発生するノイズは消失し、本方法の結果はより高精度になる。 By performing low-pass filtering on the discharge angle or the discharge angle difference, noise that normally occurs in the discharge amount control device (rail pressure adjusting device) disappears, and the result of this method becomes more accurate.
補正吐出角を求めることにより、高圧ポンプの吐出量制御装置の制御量を簡単に適応化することができる。 By obtaining the corrected discharge angle, the control amount of the discharge amount control device of the high-pressure pump can be easily adapted.
本発明の方法の有利な実施形態では、燃料噴射システムの高圧ポンプを1つずつ交互に遮断することにより、高圧ポンプの吐出量の相互間の偏差を求める。このようにして本発明では、燃料噴射システムの複数の高圧供給ポンプのうち、交互に高圧ポンプが1つずつ遮断される。こうするためには吐出量制御装置(レール圧調整装置)によって、とりわけ吐出角αを変化することにより、未だ作動中の他の高圧ポンプが吐出量を増加し、短時間が経過した後に燃料噴射システムにおける状態が再び安定するようにされる。すなわち、内燃機関のレール容積内のレール圧が所要レール圧になるようにされる。燃料噴射システムの高圧ポンプのうちいずれかを遮断した後に未だ作動している高圧ポンプの変化した吐出角を検出することにより、未だ作動している高圧ポンプの吐出角の偏差を簡単に求めることができ、個々の高圧ポンプの所要補正値を計算するためにこの偏差を使用することができる。このことをどのように実施するかは、下記の実施例の説明において詳細に説明する。 In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the deviations between the discharges of the high-pressure pumps are determined by alternately shutting off the high-pressure pumps of the fuel injection system one by one. In this way, according to the present invention, one of the high pressure pumps of the fuel injection system is alternately shut off. To do this, the discharge amount control device (rail pressure adjustment device) changes the discharge angle α in particular, so that the other high-pressure pumps that are still operating increase the discharge amount, and after a short time has passed, the fuel injection The state in the system is made stable again. That is, the rail pressure within the rail volume of the internal combustion engine is set to the required rail pressure. By detecting the changed discharge angle of a high-pressure pump that is still operating after shutting off one of the high-pressure pumps of the fuel injection system, the deviation of the discharge angle of the high-pressure pump that is still operating can be easily obtained. This deviation can be used to calculate the required correction values for the individual high-pressure pumps. How to do this will be described in detail in the description of the examples below.
この実施形態をさらに発展させた実施形態では、まず各吐出各差と平均値との差βiを求めた後に、各高圧ポンプごとに補正吐出角を以下の数式にしたがって求める。 In an embodiment obtained by further developing this embodiment, first, a difference β i between each discharge difference and an average value is obtained, and then a corrected discharge angle is obtained for each high-pressure pump according to the following formula.
高圧ポンプi=1・・・nに対し δi=(n−1)×βi
このことはソフトウェア技術で簡単に実現することができ、必要とされる計算容量は小さい。
For high pressure pump i = 1... N, δ i = (n−1) × β i
This can be easily achieved with software technology and requires a small computational capacity.
上記実施形態に対して択一的な本発明の方法の実施形態では、燃料噴射システムの高圧ポンプを1つずつ交互にないしは交代して作動させることにより、個々の高圧ポンプの吐出量の偏差を求める。このような実施形態の場合、燃料噴射システムの高圧ポンプを短時間遮断して、1つの高圧ポンプだけ遮断されないようにすることにより、内燃機関が必要とする燃料吐出量は短時間の間、この1つのポンプだけで供給される。というのも、吐出量制御装置(レール圧調整装置)または燃料噴射システムの調整により、この作動中の残りの高圧ポンプは、システムにおいて必要とされる圧力および所望の吐出量を他のポンプの停止前の元のレベルに安定させるように駆動制御されるからである。ある程度の時間が経過した後、たとえば比較的短時間、たとえばポンプあたり0.5秒が経過した後、システムは再び適合され、1つの共通のレール容積によって、または流体力学的に結合されたレール容積によって、コモンレールシステムの圧力が元の圧力に戻る。残った作動中の高圧ポンプの吐出角αi(吐出角差)の所要の変化分を求めて記憶することにより、他の高圧ポンプの遮断前にこの1つの高圧ポンプによって実際に吐出された吐出量を推定することができる。この過程は本発明では、内燃機関の燃料噴射システムのすべての高圧ポンプで繰り返され、それによって、たとえば個々の高圧ポンプの吐出角αiの変化分の補正値が計算される。 In an embodiment of the method of the present invention that is an alternative to the above embodiment, the high pressure pumps of the fuel injection system are operated one by one alternately or alternately, so that the deviation of the discharge amount of each high pressure pump is reduced. Ask. In such an embodiment, the high-pressure pump of the fuel injection system is shut off for a short time so that only one high-pressure pump is not shut off. It is supplied with only one pump. This is because the remaining high-pressure pump in operation can adjust the pressure required in the system and the desired discharge amount by stopping other pumps by adjusting the discharge amount control device (rail pressure adjusting device) or the fuel injection system. This is because the drive is controlled so as to stabilize the previous original level. After a certain amount of time has elapsed, for example after a relatively short period of time, for example 0.5 seconds per pump, the system is adapted again and the rail volumes combined by one common rail volume or hydrodynamically coupled. The common rail system pressure returns to the original pressure. By obtaining and storing the required change in the discharge angle α i (discharge angle difference) of the remaining high-pressure pump in operation, the discharge actually discharged by this one high-pressure pump before shutting off the other high-pressure pump The amount can be estimated. In the present invention, this process is repeated for all the high-pressure pumps of the fuel injection system of the internal combustion engine, thereby calculating, for example, correction values for changes in the discharge angle α i of the individual high-pressure pumps.
まず各吐出各差と平均値との差βiを求めた後に、各高圧ポンプごとに補正吐出角を以下の数式にしたがって求める場合、前記補正値の計算をソフトウェア技術で簡単に実現することができる:
高圧ポンプi=1・・・nに対し δi=βi
本発明の方法の別の有利な実施形態では、内燃機関の燃料噴射システムの各供給ポンプを交互に短時間遮断することにより、該燃料噴射システムの個々の高圧ポンプの吐出量の偏差を求め、該吐出量に偏差が存在する場合には、高圧ポンプの各吐出角αiに対して補正値Δαiを計算する。高圧ポンプは有利には個体ごとに相互に整合される(発見的方法)。このようにして、ある程度の時間で適合した後は、たとえばポンプ構成部品の製造時に生じた機械的公差やシステムの別の公差に起因して同じ駆動制御でも個々の高圧ポンプが供給する吐出量が多少異なっていた場合でも、個々の高圧ポンプの吐出量が相互に実質的に均等に分配される。高圧ポンプの公差に起因する偏差に関係なく吐出量が同期および適合されることにより、騒音低減のための音響的手段を完全に有効活用し、効率的に使用することができる。また、高圧ポンプ内を流れる燃料によってすべての高圧ポンプが均質に冷却され、高圧ポンプの寿命が長くなる。
First, after obtaining the difference β i between each discharge difference and the average value, and calculating the corrected discharge angle for each high-pressure pump according to the following formula, the calculation of the correction value can be easily realized by software technology. it can:
For high pressure pump i = 1... N, δ i = β i
In another advantageous embodiment of the method according to the invention, the deviation of the discharge of the individual high-pressure pumps of the fuel injection system is determined by alternately shutting off the supply pumps of the fuel injection system of the internal combustion engine for a short time, When there is a deviation in the discharge amount, a correction value Δα i is calculated for each discharge angle α i of the high-pressure pump. The high-pressure pumps are advantageously matched to each other (heuristic method). In this way, after adapting within a certain amount of time, the amount of discharge supplied by each high-pressure pump, even with the same drive control, for example due to mechanical tolerances created during the manufacture of pump components or other system tolerances Even if they are slightly different, the discharge amounts of the individual high-pressure pumps are distributed substantially evenly to one another. By synchronizing and adapting the discharge amount irrespective of the deviation caused by the tolerance of the high-pressure pump, the acoustic means for noise reduction can be used fully effectively and used efficiently. In addition, all the high-pressure pumps are uniformly cooled by the fuel flowing in the high-pressure pump, and the life of the high-pressure pump is extended.
本発明の方法の別の有利な実施形態では、個々の高圧ポンプの吐出量を検出し、場合によっては適合した後に、少なくとも1つの投入条件を検査する。この投入条件はとりわけ、内燃機関の負荷状態、回転数領域、温度、燃料噴射システムの吐出量が均等であるか否か、および/またはレールシステム内の圧力が比較的一定であるか否かに関する。本発明ではたとえば、燃料噴射システムの複数の高圧ポンプの吐出量の差の検出と、該複数の高圧ポンプの吐出量を同期するために適合に使用される補正値の計算とは、内燃機関の所定の回転数領域または負荷領域で所期のように行うことができる。たとえば、燃料噴射システムの高圧ポンプの吐出量差は通常、内燃機関のアイドリング領域の近くで最大になるので、他の運転領域で吐出量を同期するための適合を行うよりも、このアイドリング領域の近くで適合を行う方が効率的である。もちろん、本発明の方法を実施する前提条件に、上記の投入条件を組み合わせたものを使用することもできる。 In another advantageous embodiment of the method according to the invention, the discharge quantity of the individual high-pressure pumps is detected and, in some cases, matched, the at least one input condition is checked. This charging condition relates, inter alia, to whether the load state of the internal combustion engine, the rotational speed range, the temperature, the discharge quantity of the fuel injection system are equal and / or whether the pressure in the rail system is relatively constant. . In the present invention, for example, detection of a difference in discharge amounts of a plurality of high-pressure pumps of a fuel injection system and calculation of a correction value used for adaptation to synchronize the discharge amounts of the plurality of high-pressure pumps It can be carried out as desired in a predetermined speed range or load range. For example, the difference in the discharge volume of a high-pressure pump in a fuel injection system is usually the largest near the idling area of an internal combustion engine, so that the idling area of this idling area is more than adapted to synchronize the discharge quantity in other operating areas. It is more efficient to perform a close match. Of course, it is also possible to use a combination of the above input conditions with the preconditions for carrying out the method of the present invention.
本発明の方法の別の有利な実施形態では、各吐出角αiごとに補正値Δαiを計算するように構成された制御装置が使用される。こうするためにはこの制御装置に、個々の高圧ポンプの吐出量ないしは吐出角に必要とされる補正値を計算するための適切なアルゴリズムが格納されている。この制御装置は、構造的に構成された制御装置として実装することができ、また、内燃機関または燃料噴射システムの既存の制御装置にプログラムモジュールとして実装することもできる。 In another advantageous embodiment of the method according to the invention, a control device is used which is arranged to calculate a correction value Δα i for each discharge angle α i . In order to do this, an appropriate algorithm for calculating the correction value required for the discharge amount or discharge angle of each high-pressure pump is stored in this control device. This control device can be implemented as a structurally configured control device, or it can be implemented as a program module in an existing control device of an internal combustion engine or fuel injection system.
以下で、複数の実施例に基づき、添付図面を参照して、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on a plurality of embodiments with reference to the accompanying drawings.
図1は、内燃機関で使用するための本発明の燃料噴射システム10の第1の実施例の概略図である。この燃料噴射システム10は、高圧ポンプ1,2の吐出量を対称適合するための本発明の方法によって作動する。この実施例では内燃機関は、燃料タンク(図中にない)から燃料を搬送するための2つの高圧ポンプ1,2を備えた燃料噴射システム10を有する。これらの高圧ポンプ1,2は、燃料を高圧で複数の噴射弁4に分配するために、高圧管路を介してレールシステム3に接続されている。この実施例では、レールシステム3は左側のレール容積11a(図1の上側)と右側のレール容積11b(下側)とから構成され、これらのレール容積は横方向管路を介して相互に接続されており、レールシステム3の1つのレール容積11ないしは流体力学的に結合されたレール容積11を構成する。内燃機関の運転中は、レール圧センサ9を介して、レールシステム3のレール容積11に存在する圧力が検出され、高圧ポンプ1,2の吐出量を制御するための吐出量制御装置へ、レール圧調整装置5へ送出される。この吐出量制御装置ないしはレール圧調整装置5は制御装置6に接続されている。
FIG. 1 is a schematic diagram of a first embodiment of a
レール圧調整装置5ないしは制御装置6は前記2つの高圧ポンプ1,2を制御し、吐出角α1,2を変化して吐出量を変化することにより、通常の運転では両高圧ポンプ1,2が吐出する吐出量が実質的に等しくなるようにする。高圧ポンプ1,2は各カムシャフト(図中にない)によって駆動されるか、または、1つの共通のカムシャフトによって駆動される。吐出各α1,2とは、高圧ポンプが吐出している間に各カムシャフトが通過する角度である。しかし、機械的部品および電気的コンポーネントの製造公差と、摩耗状況に差が生じることとにより、内燃機関の運転中には、両高圧ポンプ1,2がレール圧調整装置5によって等しい吐出角αで同時に駆動制御されるにもかかわらず、両高圧ポンプ1,2の実際の吐出量には偏差が生じてしまうことがある。レールシステム3のレール容積が等しい場合に高圧ポンプ1,2の吐出量がこのように非対称的になる原因となる燃料噴射システムの公差はとりわけ、内燃機関のカムシャフトの角度公差、高圧ポンプ1,2の取付用フランジの角度公差、高圧ポンプ1,2の駆動カムのストローク曲線の差、量制御弁の引きつけ時間差、とりわけ量制御弁を低速で駆動制御した場合の引きつけ時間差、または、高圧ポンプの流体力学的損失ないしは効率差である。吐出量が非同期になる原因は他にもあり、当業者には公知である。
The rail
したがって本発明では、図1に概略的に示した燃料噴射システム10を有する内燃機関において、高圧ポンプ1,2の吐出量を対称適合するための特別な方法を使用する。この方法は、制御装置6ととりわけ制御モジュール8とによって、以下のように実施される。内燃機関の運転中、燃料噴射システム10の制御装置6および該制御装置6の制御モジュール8によって、高圧ポンプ1,2間の吐出量差を表す量を求める。本来は同期で駆動制御される高圧ポンプ1,2の各吐出量の差を求める場合、制御装置6と制御モジュール8とを介して、レール圧調整装置5による高圧ポンプ1,2の駆動制御の適合が次のように行われる。すなわち、吐出量が相互に整合され、ある程度の時間が経過した後は再び、燃料噴射システム10の製造または摩耗に起因する公差に依存せずに、高圧ポンプ1,2によって吐出される吐出量が等しくなるように行われる。
Therefore, in the present invention, a special method for symmetrically matching the discharge amounts of the high-pressure pumps 1 and 2 is used in the internal combustion engine having the
本発明では、燃料噴射システム10の少なくとも2つの高圧ポンプ1,2の吐出量の差を求めるために使用できる方法は種々存在する。これらの方法は、図1中の制御装置6内の適切なアルゴリズムおよび制御モジュール8によって適用される。本発明の方法の第1の択一的実施形態では、両高圧ポンプ1,2を交互に制御装置6によって遮断し、レール圧センサ9に接続された高圧調整装置5によって駆動制御される残りの高圧ポンプ1,2が該高圧ポンプ1,2の吐出角αを吐出角差だけ変化し、短時間が経過した後にレール圧3に発生する圧力が所要圧力になるようにする。次に、装備された高圧ポンプ1,2が2つだけであるこのシステムにおいて、他方の高圧ポンプを遮断して相応のことを実施し、吐出角αの所要の変化(吐出角差)をレール圧調整装置5によって求める。次に、高圧ポンプ1,2の吐出角αに対するこれら2つの求められた補正値(補正吐出角)を使用して、実際の吐出量の差を間接的に計算し、図1に示した燃料噴射システム10を備えた内燃機関の通常の運転中に、各吐出角αの補正をレール圧調整装置5によって制御装置6の制御モジュール8を介して駆動制御して、両高圧ポンプ1,2の相応の適合を行う。図1の実施例では、制御装置6は不揮発性メモリ7に接続されており、この不揮発性メモリ7内には、高圧ポンプ1,2の吐出角αに対する求められた補正値を記憶することができる。
In the present invention, there are various methods that can be used to determine the difference between the discharge amounts of at least two high-pressure pumps 1 and 2 of the
これに対して択一的に、複数の高圧ポンプを備えた燃料噴射システム10の1つの高圧ポンプのみを駆動制御して、高圧ポンプ1,2の吐出量に生じる可能性のある差を求めることができる。その際には、他の残りの高圧ポンプをそれぞれ短時間遮断する。このような方法はとりわけ、2つより多くの高圧ポンプを有する内燃機関に特に有利である。というのもこのような方法により、各吐出量をちょうど正確に求めることができるからである。この手法については以下で、図4を参照して詳細に説明する。
Alternatively, only one high-pressure pump of the
これに対して択一的に、とりわけ図1の実施例のように高圧ポンプが2つだけである場合、高圧ポンプ1,2の実際の吐出量と、場合によってはこれらの実際の吐出量差とを、吐出角αの補正角を有利には段階的に変化することによって、発見的方法によって求めることができる。このような簡単な発見的方法により、適用にかかる手間が低減される。以下でこの一例について、図5を参照して説明する。 As an alternative to this, in particular when there are only two high-pressure pumps as in the embodiment of FIG. 1, the actual discharge amounts of the high-pressure pumps 1, 2 and in some cases the difference between these actual discharge amounts. Can be determined by a heuristic method, preferably by changing the correction angle of the discharge angle α in a stepwise manner. Such a simple heuristic method reduces the application effort. An example of this will be described below with reference to FIG.
図2は、燃料噴射システムが備えている複数の個々のポンプの吐出量に公差または別の原因に起因して生じる差を適合するために該燃料噴射システムを対称適合して制御するための本発明の方法を示すための3つの高圧ポンプP1,P2およびP3のポンプ曲線を示すグラフである。図2のグラフでは、横軸に高圧ポンプの吐出角α(上死点前の角度)を示し、縦軸に高圧ポンプの各吐出量を示す。高圧ポンプP1の曲線は破線で示されており、高圧ポンプP2の曲線は二点鎖線で示されており、高圧ポンプP3の曲線は一点鎖線で示されている。本発明の方法では、吐出量を適合する前に3つの高圧ポンプP1,P2およびP3は、約15°の吐出角である動作点APvで動作する。その際には、高圧ポンプの曲線が僅かに異なることにより、図2に示されているように吐出量が異なってくる。本発明では、個々の高圧ポンプP1,P2の吐出量の差を求める。この吐出量の差を求めるためにはたとえば、高圧ポンプを交互に遮断するか、または高圧ポンプのうち1つだけを作動し、システムの状態が安定化した後(レールシステム内の圧力が所望の圧力になった後)吐出角差αiを求める。この差から、たとえば図2に示されているように、内燃機関の後続の運転時に吐出量がほぼ等しくなるように個々のポンプP1,P2およびP3を変位するために必要な補正吐出角を求める(図2、10〜15の間の吐出容量に整合された動作点を参照されたい)。 FIG. 2 shows a book for symmetrically controlling the fuel injection system in order to adapt the difference produced due to tolerances or other causes to the discharge rates of a plurality of individual pumps provided in the fuel injection system. It is a graph which shows the pump curve of three high-pressure pumps P1, P2 and P3 for showing the method of invention. In the graph of FIG. 2, the horizontal axis indicates the discharge angle α of the high-pressure pump (the angle before the top dead center), and the vertical axis indicates the discharge amount of the high-pressure pump. The curve of the high pressure pump P1 is indicated by a broken line, the curve of the high pressure pump P2 is indicated by a two-dot chain line, and the curve of the high pressure pump P3 is indicated by a one-dot chain line. In the method of the present invention, the three high-pressure pumps P1, P2 and P3 operate at an operating point APv, which is a discharge angle of about 15 ° before adapting the discharge amount. In that case, the discharge amount differs as shown in FIG. 2 because the curves of the high-pressure pump are slightly different. In the present invention, the difference between the discharge amounts of the individual high-pressure pumps P1 and P2 is obtained. In order to determine the difference in the discharge amount, for example, the high-pressure pumps are alternately shut off or only one of the high-pressure pumps is operated and the system state is stabilized (the pressure in the rail system is set to a desired value). After the pressure is reached, the discharge angle difference α i is obtained. From this difference, for example, as shown in FIG. 2, the corrected discharge angle required for displacing the individual pumps P1, P2, and P3 is obtained so that the discharge amount becomes substantially equal during the subsequent operation of the internal combustion engine. (See FIG. 2, operating point matched to discharge capacity between 10-15).
以下で図3,4および5のフローチャートに基づき、燃料噴射システム10の高圧ポンプの吐出量の差を求めて計算するための本発明の種々の択一的な方法を説明する。
In the following, various alternative methods of the invention for determining and calculating the difference in the discharge rate of the high-pressure pump of the
図3は、燃料噴射システムの複数の異なる高圧ポンプの吐出量の実際の差を求めて該吐出量を対称適合するための本発明の方法の第1の実施例を示すフローチャートである。図3に示した方法は、燃料噴射システムのすべての高圧ポンプが1回遮断し終わるまで該燃料噴射システムの高圧ポンプを1つずつ交互に遮断して行われる。ステップS101において第1のポンプから開始し、吐出量を適合するための周辺条件および条件を求める(ステップS102)。本発明の方法によって吐出量を適合するための周辺条件ないしは投入条件はたとえば、アイドリング状態での運転またはアイドリング状態に近い運転状態等の内燃機関の運転状態である。さらに周辺条件は、内燃機関の負荷状態または回転数、現在の実際の運転状態での比較的均質な吐出量、レールシステム内の比較的一定の圧力等とすることができる。これらの事前に設定された周辺条件が満たされている場合、図3の方法はステップS103に移行する。このステップでは、噴射システムの第1の高圧ポンプを短時間遮断する。短時間待機した後、レール圧調整装置によってレールシステム内の圧力は以前の圧力に戻り、制御装置およびレール圧調整装置によって制御される本来の安定的な状態に戻る。このようにして安定化した状態をステップS104で記憶する。すなわち、高圧ポンプの吐出角αiの(前後の)差を、すなわち吐出角差を記憶する。この実施例ではここで、各吐出角αをさらにローパスフィルタリングし、通常発生するレール圧調整装置のノイズが消失するようにする。次のステップS105において次の高圧ポンプで相応のことを行い、システムのすべての高圧ポンプがすべて検査し終わるまで繰り返す(ステップS106)。次にステップS107において、所定の方法にしたがって高圧ポンプの各参照角の変位を計算する。この方法で、システムの高圧ポンプのすべての吐出角差αiが求められたら、平均値αmittelの数値を計算する。この平均値αmittelからシステムの各高圧ポンプごとに、個々の吐出角差とこの平均値との差を計算する。 FIG. 3 is a flow chart illustrating a first embodiment of the method of the present invention for determining the actual difference between the discharge rates of a plurality of different high-pressure pumps in a fuel injection system to symmetrically match the discharge rates. The method shown in FIG. 3 is performed by alternately shutting off the high-pressure pumps of the fuel injection system one by one until all the high-pressure pumps of the fuel injection system are shut off once. In step S101, starting from the first pump, peripheral conditions and conditions for adapting the discharge amount are obtained (step S102). The peripheral condition or charging condition for adapting the discharge amount by the method of the present invention is, for example, the operating state of the internal combustion engine, such as an operating state in an idling state or an operating state close to an idling state. Furthermore, the ambient conditions can be the load state or speed of the internal combustion engine, a relatively uniform discharge rate in the current actual operating state, a relatively constant pressure in the rail system, and the like. When these pre-set peripheral conditions are satisfied, the method of FIG. 3 proceeds to step S103. In this step, the first high pressure pump of the injection system is shut off for a short time. After waiting for a short time, the pressure in the rail system is returned to the previous pressure by the rail pressure adjusting device, and returns to the original stable state controlled by the control device and the rail pressure adjusting device. The state stabilized in this way is stored in step S104. That is, the difference (before and after) of the discharge angle α i of the high-pressure pump, that is, the discharge angle difference is stored. In this embodiment, each discharge angle α is further low-pass filtered so that the noise of the rail pressure adjusting device that normally occurs disappears. In the next step S105, the corresponding operation is performed by the next high-pressure pump, and the process is repeated until all the high-pressure pumps in the system have been inspected (step S106). Next, in step S107, the displacement of each reference angle of the high-pressure pump is calculated according to a predetermined method. When all the discharge angle differences α i of the high-pressure pumps of the system have been determined in this way, the numerical value of the average value α Mittel is calculated. The difference between the individual discharge angle difference and this average value is calculated for each high-pressure pump of the system from this average value αmitel .
i=1・・・nに対し βi=αmittel−αi
次に図3のこの方法では、各個別の高圧ポンプに対する補正吐出角δiを以下のように計算する:
i=1・・・nに対し 補正吐出角:δi=(n−1)*βi
ポンプiの補正:新たな駆動制御角=以前の吐出角+δi
このようにして本発明の方法では、(本来は同期して駆動制御しているにもかかわらず)公差等に起因する現在の実際の吐出量の差を補償し、すべての高圧ポンプが吐出する吐出量が等しくなるように、各高圧ポンプの制御を補正することができる。このことは高圧ポンプの耐性に関して有利である。というのも、高圧ポンプによって搬送される燃料による冷却が均質になるからである。さらに、このようにして内燃機関の運転中に不快な騒音が発生するのを回避するための音響的手段を有効に実施することができる。
i = 1 ··· n for β i = α mittel -α i
Next, in this method of FIG. 3, the corrected discharge angle δ i for each individual high pressure pump is calculated as follows:
For i = 1... n, corrected discharge angle: δ i = (n−1) * β i
Correction of pump i: new drive control angle = previous discharge angle + δ i
In this way, the method of the present invention compensates for a difference in the actual actual discharge amount due to tolerances (although it is originally driven and controlled synchronously), and all the high-pressure pumps discharge. The control of each high-pressure pump can be corrected so that the discharge amounts are equal. This is advantageous with regard to the resistance of the high-pressure pump. This is because the cooling by the fuel conveyed by the high-pressure pump becomes homogeneous. Furthermore, it is possible to effectively implement acoustic means for avoiding unpleasant noise during operation of the internal combustion engine.
図4は、本発明の方法の択一的な実施形態を示すフローチャートである。この実施形態では図3の方法と異なり、燃料噴射システム10が備えている複数の高圧ポンプを交互に作動する際にそのつど1つの高圧ポンプだけで燃料噴射システム10を作動する。本発明の制御方法を投入するためのステップS201およびS202は、上述の実施例のステップと同様である。ステップS203において、特定の内燃機関の燃料噴射システムのn個の高圧ポンプのうち各1つの高圧ポンプi以外のすべての「n−1」個の高圧ポンプを遮断する。遮断する時間は、レールシステム内の状態が再び安定的な状態に戻るまでの時間に応じて決定される。上述の実施例と同様に、安定的な状態に戻ってレールシステム内の圧力が所要圧力になった後(レール圧調整装置による適合後に安定的な状態になった後)、吐出角の各差を、すなわち吐出角差αiを記憶する。このことも、本発明のこの実施形態では有利には、ノイズをフィルタリング除去するためのローパスフィルタリング後に行われる。ステップS205およびS206は上述の実施例のステップと同様である(S104およびS105)。燃料噴射システムのすべての高圧ポンプを検査し終わった後は、最後のステップS207において各高圧ポンプの各参照角の変位を計算する。その際にも、まずは平均値αmittelの数値を計算し、上記で求められたような高圧ポンプの各個別の吐出角と該平均値αmittelとの差を次式にしたがって計算する:
i=1・・・nに対し βi=αmittel−αi
各個別の高圧ポンプに対する補正吐出角は次式により計算される:
i=1・・・nに対し 補正吐出角:δi=βi
ポンプiの補正:新たな駆動制御角=以前の吐出角−δi
図5においてフローチャートで示した本発明の方法の第3の択一的な実施形態では、燃料噴射高圧システムの高圧ポンプ数は少数である場合、たとえば2つだけである場合(図1も参照されたい)、発見的方法である簡単な方法を実施する。ここでもまずは、複数の種々の事前設定された周辺条件に基づいて本方法の投入条件を問い合わせる(ステップS301)。次に、第1の高圧ポンプを短時間遮断する(ステップS302)。次に、第2の高圧ポンプを短時間遮断する(ステップS303)。次に、個体ごとに求められた両高圧ポンプ1,2の吐出角差に応じて補正角を整合する。次にステップS305において、高圧ポンプの両吐出角差が等しいか等しくないかを検査し、両吐出角差が等しくない場合、本方法はステップS301に戻り、再度実施される。両吐出角差が等しい場合、吐出量の差を求めるための本発明の方法を終了し、内燃機関の通常の運転に移行する。
FIG. 4 is a flow chart illustrating an alternative embodiment of the method of the present invention. In this embodiment, unlike the method of FIG. 3, when alternately operating a plurality of high-pressure pumps provided in the
i = 1 ··· n for β i = α mittel -α i
The corrected discharge angle for each individual high pressure pump is calculated by the following formula:
For i = 1... n, corrected ejection angle: δ i = β i
Correction of pump i: new drive control angle = previous discharge angle−δ i
In a third alternative embodiment of the method of the invention shown in the flowchart in FIG. 5, the fuel injection high-pressure system has a small number of high-pressure pumps, for example only two (see also FIG. 1). Want to implement a simple method that is heuristic. Also here, first, the input condition of the method is inquired based on a plurality of various preset peripheral conditions (step S301). Next, the first high-pressure pump is shut off for a short time (step S302). Next, the second high-pressure pump is shut off for a short time (step S303). Next, the correction angles are matched according to the discharge angle difference between the two high-pressure pumps 1 and 2 obtained for each individual. Next, in step S305, it is checked whether or not the two discharge angle differences of the high-pressure pump are equal. If the two discharge angle differences are not equal, the method returns to step S301 and is performed again. If the two discharge angle differences are equal, the method of the present invention for determining the difference in discharge amount is terminated, and the routine proceeds to normal operation of the internal combustion engine.
1,2 高圧ポンプ
3 レールシステム
4 噴射弁
1, 2 High pressure pump 3 Rail system 4 Injection valve
Claims (13)
前記内燃機関の運転中に少なくとも一時的に、前記少なくとも2つの高圧ポンプ(1,2)を交互に投入および遮断することにより、該高圧ポンプ(1,2)の吐出量差を表す量を求め、
前記吐出量制御装置(5)は、前記吐出量差を表す量に基づく制御量に依存して、各高圧ポンプ(1,2)が吐出する燃料量が等しくなるように各高圧ポンプ(1,2)を適応化することを特徴とする方法。 An internal combustion engine fuel injection system (10) having at least two high-pressure pumps (1, 2) is used with a discharge amount control device (5) for controlling the discharge amount of the high-pressure pumps (1, 2). In the way it works,
By alternately turning on and off the at least two high-pressure pumps (1, 2) at least temporarily during operation of the internal combustion engine, an amount representing a difference in discharge amount of the high-pressure pump (1, 2) is obtained. ,
The discharge amount control device (5) depends on the control amount based on the amount representing the discharge amount difference, so that the fuel amount discharged from each high pressure pump (1, 2) becomes equal. A method characterized by adapting 2).
高圧ポンプi=1・・・nに対し δi=(n−1)*βi
にしたがって求める、請求項5記載の方法。 First, the difference βi between each discharge angle difference and the average value is obtained, and the corrected discharge angle for each high-pressure pump is expressed by the following equation: δ i = (n−1) * β i for the high-pressure pump i = 1.
6. The method of claim 5, wherein the method is determined according to:
高圧ポンプi=1・・・nに対し δi=βi
にしたがって求める、請求項7記載の方法。 First, the difference between each discharge angle difference and the average value is obtained, and the corrected discharge angle for each high-pressure pump is expressed by the following equation: δ i = β i for high-pressure pump i = 1.
8. The method of claim 7, wherein the method is determined according to:
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