CN106988895A - 用于控制内燃机的燃料配给***的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于控制内燃机的燃料配给***的方法，其中，所述燃料配给***包括输送泵和高压泵，在启动所述内燃机时，将所述输送泵的操控信号升高，并且获取在高压区域中的压力的至少一个表明特性的特征。

Description

用于控制内燃机的燃料配给***的方法和装置

技术领域

本发明以根据独立权利要求的前序部分的装置和方法为出发点。

背景技术

从DE 198 53 823 A1中已知一种用于控制内燃机的燃料配给***的方法。所述燃料配给***包括输送泵和高压泵。所述输送泵将燃料从燃料储备容器（Vorratsbehälter）通过低压区域输送至高压泵。所述高压泵将燃料输送进入到高压区域中，所述高压区域尤其是包括所谓的轨。燃料从所述轨到达所述内燃机的单个燃烧室的喷射器（Injektor）。

在现今在量产中使用的***中，所述燃料配给***由低压***和高压***组成。所述低压***基本上由所述输送泵组成。所述高压***基本上由高压泵和压力传感器组成。在此，优选使用被预先控制的低压***，该被预先控制的低压***由于成本的原因在没有在所述低压***中的压力传感器的情况下也必定够用了。在这种***中人们要指出的是：因为不存在压力传感器的压力信息，所以应用一种针对所述输送泵的预控制。由于尤其是所述输送泵的不同的公差的原因以及其它的边界条件的原因，这种取决于压力和/或输送量的预控制是有缺陷的，并且因而没有准确地提供所述期望的低压。

由于强度、磨损和功能性的原因，由所述低压***供给的所述高压泵必然需要一定的预压力（Vordruck），该预压力必须部分地明显处于所使用的燃料的蒸汽压力（Dampfdruck）之上。为了避免可能的压力下溢或者说压力低于额定值（Druckunterschreitung），所述公差必须在所述预控制中予以前置（vorhalten）。在量产中，这导致平均来说被过度提高的预压值。因为通过所述输送泵进行的低压生成需要车载电网的能量，所以这种方法对于车辆的燃料消耗来说由于公差前置（Toleranzvorhalt）的原因不是最优的。

发明内容

带独立权利要求特征的、根据本发明的方法与此相应地具有下述优点：能够将样本公差（Exemplartoleranzen）进行比较，并且借此能够导致能量的显著的节约。

根据本发明设置的是，在用于控制内燃机的燃料配给***的方法（在该方法中所述燃料配给***包括在低压***中的输送泵和在高压***中的高压泵）中，当启动所述内燃机时，所述输送泵的操控信号跳跃形地（Sprungförmig）升高，使得在高压区域中的压力的、至少一个表明特性的特征被获取。

借此，能够非常简单和准确地表现出所述安装在所述车辆中的输送泵的特性，并且能够以简单的方式修正所述输送泵的操控信号。

对于表明所述输送泵的特性来说特别有利的特征是，根据本发明地识别下述量：压力升高的持续时间、压力升高的最大梯度和/或绝对的压力差。这些特征是能够容易确定的，并且强烈地取决于所述输送泵的特性。可以使用这些特征中的仅一个或者也可以是多个特征。

特别有利的是，在开始时将所述操控信号置于一种基值（Basiswert），并以这个基值为出发点跳跃形地升高。在此，所述基值如此选择，使得在所述高压***中恰好进行少量的压力升高。

通过在从属权利要求中列举的措施，实现了在独立权利要求中给出的装置的有利的改型方案和改进方案。

在另一方面，本发明涉及一种新的带有处理指令的程序代码，用于建立能够在控制装置上运行的计算机程序，尤其是带编译指令（Compilieranweisung）和/或链接指令（Verlinkungsanweisung）的源代码，其中，如果所述程序代码根据所述处理指令转换（尤其是编译和/或链接）为一种能够运行的计算机程序，那么所述程序代码就得出用于实施所描述的方法中的一种方法的所有步骤的计算机程序。尤其是，这种程序代码能够由下述源代码（Quellcode）给出：所述源代码能够例如从在互联网中的服务器下载。

附图说明

本发明的实施例在附图中示出，并且在接下来的描述中进一步地进行阐述。附图示出：

图1：燃料供给***（Kraftstoffzuführsystem）的基本元件；

图2：不同的在时间上描述的量；和

图3：用于说明根据本发明的设置方案（Vorgehensweise）的流程图。

具体实施方式

在图1中示出了一种燃料配给***（Kraftstoffzumesssystem）的基本元件。在图1中，输送泵（Förderpumpe）以100标记。所述输送泵将燃料从储备容器110通过一种止回阀（Rückschlagventil）115和低压导管（Niederdruckleitung）输送至高压泵120处。所述高压泵120在高压区域中建立压力。尤其是，所述高压区域包括压力存储器（Druckspeicher），该压力存储器也称为轨（Rail）130。另外，在所述高压区域中布置了压力传感器140。从所述轨130使得燃料通过所述喷射器150进入到所述内燃机的燃烧室中。通过控制装置160来对于通过所述高压泵120、所述喷射器150的打开和关闭、所述输送泵100的功率输出的压力建立进行控制。这个控制装置160也分析所述压力传感器140的输出信号。

在所述输送泵100和所述高压泵120之间的区域称为低压区域。这个低压区域通过限压阀170与所述储备容器110连接。由于包含的止回阀115的原因，曾经建立的压力被保持在所述低压导管中。由于泄漏效应（Leckageeffekt）的原因，可能出现少量的压力降低。

优选的是，以电来驱动所述输送泵，并且由所述控制装置160给所述输送泵施加脉冲宽度调制的（pulsweitenmodulierte）信号。所述输送泵在所述低压区域中扩增了一定的燃料压力。如果该燃料压力超过了一种确定的值，那么所述限压阀170就将至所述燃料储备容器110的连接打开。这首先是在下述背景下进行：在确定的运行状态中，在所述低压区域中没有进行非故意的压力建立。这是例如在关闭所述内燃机时的情况，在该情况下，由于所述燃料的加热，在所述低压区域中的压力可能剧烈地升高。

所述高压泵120在所述轨130中建立了一种相应地对于喷射来说需要的压力。由所述高压泵120所输送的燃料量和因此在所述轨中的压力能够通过用所述控制装置160对所述高压泵进行相应的操控来调整。

在所述控制装置中实施了一种综合特性曲线（Kennfeld），在该综合特性曲线中根据不同的运行特征值存放一种占空比（Tastverhältnis）（利用该占空比操控所述输送泵100），以便来输送所述相应需要的燃料量，或者在所述低压区域中建立一种相应的压力。在所述综合特性曲线中，至少根据所述期望的、待输送的燃料量和在所述低压区域中的、待调整的目标压力来存放所述操控信号、尤其是所述占空比。在有利的实施方式中，还能够给所述综合特性曲线设置其它的输入值（Eingangsgröße）。

由于公差的原因，在同样的操控信号时，通常相同的输送泵的不同样本输送不同的输送量。这也称为样本散布（Exemplarstreuung）。现在，根据本发明地设置为：借助于一种适应方法（Adaptionsverfahren）或表现特性的方法（Charakterisierungsverfahren）来确定或估计所述输送泵的公差。借助于对公差的认识(这对于下述知识是有意义的：所述输送泵比一种标称泵输送了更多的还是更少的压力或者输送量)，对于所述输送泵的操控相应地进行了优化，而不必以较大的前置对所述泵进行操控。与纯粹地被预控制的***相比，通过所述输送泵的、改进了的预控制，在同时更低的操控功率时，还能够更好地遵照在所述低压循环（Niederdruckkreis）中的、期望的额定压力。

这种用于表现特性的和公差获取的方法（Toleranzerfassung）如下述那样实施。当所述发动机冷启动时，一般在打开车门时或者最晚在启动所述内燃机时，对所述输送泵100进行几秒钟的操控。这一般被称为输送泵-预运行（Förderpumpen-Vorlauf）。如果所述发动机之前停机了较长时间并且在所述低压区域中的和在所述高压区域中的压力在很大程度上下降的话，那么就出现了一种冷启动。优选由车门接触开关（Türkontaktschalter）来识别所述车门的开启。借助于所谓的夹部（Klemme）15来识别所述内燃机的启动，所述夹部表明点火接通了。这种在启动前或启动时进行的操控的目的是：快速地并且早已在所述发动机的满转（Durchdrehen）之前就提供了所必需的低压以用于高压启动（Hochdruckstart）。在所述输送泵-预运行之后，即使不对所述输送泵进行操控，通过包含在所述输送泵-出口（Förderpumpen-Ausgang）处的所述止回阀115，所述低压循环中的压力也在很大程度上被维持住（扣除可能少量存在的泄漏）。

在根据本发明的方法中，在开始建立压力时，所述压力不是立刻提升至一种最大值，而是以级别地缓慢地升高。对此，所述输送泵100（该输送泵一般能够通过PWM-操控（PWM-Ansteuerung）在所述输送量中无级地进行调整）以特殊的、阶梯形的占空比变化过程（Tastverhältnisverlauf）进行操控。于是，在所述高压区域中的压力也就以与在所述低压区域中相类似的方式升高。这种在所述高压区域中的升高能够由在所述高压区域中的所述轨压力传感器识别出来。在所述燃料***中的压力以表明特性的方式阶梯形地升高，其中，所述低压***的动态（Dynamik）起到很大的作用。通过压力存储能力以及根据边界条件，所述燃料***具有表明特性的动态的特征。所述边界条件基本上由下述量来确定：通过橡胶导管的燃料***的灵活性、温度、弹性模量。在所述阶梯形的压力上升时，通过分析所述动态的压力升高，识别出了在所述输送泵的输送功率中的区别。

为了进行分析，在发展阶段中，以一种标称地输送着的输送泵以及以边界位置（grenzlagig）的输送泵来实施测量。在此，为了进行所述测试操控，它们的动态值被存储在所述控制装置的存储器中。在所述输送泵的预运行期间的所述表示出特征的测量时，那么就将当前获取的动态的特征值与存储在所述存储器中的特征值进行比较。由此，通过比较发现：所述输送泵的、存在于所述车辆中的样本具有何种公差位置（Toleranzlage）。相应地对所述输送泵的操控信号进行修正。优选的是，对所述输送泵的预控制值（Vorsteuerwert）进行相应的修正。举例来说，将所述综合特性曲线的输出信号提高或者降低相应的值。但也能够设置的是，相应地改变所述综合特性曲线的值。

对于所述表明特性的特征（接下来也称为特征值）进行的确定，当前按如下方式实施。所述方法基本上划分为两部分，首先获取所述零位输送（Nullförderung）的占空比TVb。这是必不可少的，以便在稍后的方法中将所述占空比的跳跃也完整地给予所述***。只有当所述零位输送的占空比TVb被超过时，所述输送泵才开始输送。这种零位输送的占空比TVb接下来也称为基值TVB。如果所述跳跃在较小的占空比时被接入（aufschalten），那么跳跃的一部分在这个区域中没有进行输送就失去了，并且歪曲了特征描述（Charakterisierung）的结果。接下来，在一段等待时间（Wartezeit）之后，将所述跳跃DTV给予所述占空比。这意味着，所述占空比跳跃形地被以所述值DTV的幅度升高了。于是，在所述低压区域中的压力和在所述高压区域中的所述轨压力以表明特性的方式升高。在一段等待时间之后，如果到达了所述轨压力的已经起振的（eingeschwungen）状态，那么就计算三种特征值（Kenngröße），所述三种特征值也称为表明特性的特征。

在图2a中描绘了在时间t上的所述操控信号TV，在图2b中描绘了在时间t上的在高压区域中的压力P。在时刻t0,开始进行根据本发明的方法的操控。直至时刻t1，所述操控信号升高至所述值TVb。在这种操控信号时确保的是：使得所述输送泵输送燃料。其结果是，在所述高压区域中的压力升高至值PS0。

在等待时间（所述等待时间如此进行计量（bemessen）：使得一种稳定的状态得以达到，并且使得在所述高压区域中的压力P确定地达到了值PS0）之后，在时刻ts，所述操控信号跳跃形地以所述值DTV的幅度升高至值TVS。其结果是，所述压力P升高至值PS90。这个值在时刻t2被达到。在时刻t3，所述占空比升高至它的最大值TVM。这导致的是，所述压力P直至时刻t4达到它的最大值PS100。

在图2中仅定性地描绘了所述量的变化过程。

将接下来的量作为表明特性的特征进行获取。第一特征是一种纯时间方面的特征。将下述持续时间（Zeitdauer）作为第一特征进行获取：所述压力升高需要该持续时间，以便由所述操控信号开始跳跃形地变化的时刻，从所述输出压力PS0升高至一种确定的压力值。优选的是，将下述持续时间作为第一特征来使用：所述压力需要该持续时间，以便升高至所述值PS90。因此，这个特征对应于在所述两个时刻之间的差t2-ts。

第二特征对应于下述最大的梯度dp/dt：在跳跃期间所述压力建立呈现出了该最大的梯度。在所述占空比-跳跃期间，它在定义好的间隔中确定。在图2中，这个特征对应于在DP和t2-ts之间的比例。在实际的压力变化过程中，将在这个间隔中的压力对时间t求微分（differenzieren），并且将所述压力变化过程的导数（Ableitung）的最大值作为第二表明特性的特征使用。

第三特征对应于在在被接入的跳跃PS0之前的值与在跳跃之后的所述已被起振的压力值PS100之间的压力差DP。替代方案是，也能够使用所述压力值PS90。

接着将所述特征单独地或共同地继续处理，以便通过与存储在所述控制装置中的用于所述标称-输送泵、最坏-情况-输送泵和最好-情况-输送泵的所述特征数据（Kenndaten）的比较来获取所述输送泵的公差位置。由此，对于之后的时间，对所述输送泵的预控制进行了修正。直至下一次有效的特征描述测量（Charakterisierungs Messung）都使用这些值。如果所述表明特性的特征对应着一种最坏-情况-输送泵，那么就使所述占空比以一种确定的值的幅度来提高。如果所述表明特性的特征对应着一种最好-情况-输送泵，那么就使所述占空比以一种确定的值为幅度来降低。通过这种设置方案实现的是，在所述车辆中使用的样本准确地用所述操控信号来加载（beaufschlagen），所述操控信号是需要的，以便将所期望的燃料量在所期望的压力时进行输送。

所述输送泵的输送进行得越强烈，与标称-输送泵相比，压力升高得就越快。这在所述第一特征减小的时候显示出来。这就是说，直至达到所述压力值PS90的持续时间变小了。因为通过所述输送泵的、更加强烈的输送使得所述高压被更快速地达到了，所以对应于所述第二特征的最大压力梯度相反地变大了。所述第三特征也作出了同样的反应。通过所述更加有效率的输送泵，所述最大压力PS100也有些变大了。与此相应的是，所述最坏-情况-输送泵的表现是相反的，通过较低效率的输送，所述最坏-情况-输送泵导致了一种带有较小梯度的、较慢的并且稍微较小的压力建立。

在图3中示出了针对所述方法的、示例性的流程图。

所述设置方案以步骤300开始。查询（Abfrage）305检查：输送泵是否应当进行预运行。被检查的是，驾驶员是否想要在短时间内将车辆启动。举例来说，这借助于车门接触来进行识别。如果不是这种情况，则重新进行所述查询305。如果识别出了所述输送泵的预运行，那么查询310检查：自从所述内燃机上次运行以来，最小时间（Mindestzeit）是否期满了。借助于这个查询确保的是，在所述低压区域中的和所述高压区域中的压力下降到了环境压力。如果这个时间条件还没有满足，那么就在步骤370中进行所述输送泵的正常操控。

如果所述查询310识别到所述时间条件被满足了，那么就在步骤315中以最小占空比TV0对所述输送泵进行操控，在所述最小占空比时确保的是，所述输送泵还未进行输送。随后，在步骤320中获取了所述配属的压力值PS0，在所述输送泵的这种操控时，该配属的压力值出现在所述高压区域中。

在步骤325中，提高所述输送泵的操控信号TV。之后的查询330检查：是否能够识别到压力升高。如果不是这种情况，那么就重新进行步骤325。如果是这种情况，那么就在步骤335中将当前的占空比的值作为所述零位输送的占空比TVb进行存储。

在步骤340中，直至出现一种稳定的压力值，等待了一段等待时间。优选等待一段固定的时间。随后，在步骤345中，使所述占空比以所述跳跃值DTV为幅度进行提高。在之后的步骤350中，直至出现一种稳定的压力值，等待了一段等待时间。在此，也优选等待一段固定的时间。

在之后的步骤355中，获取所述表明特性的特征。在之后的步骤360中，进行修正值（Korrekturwert）的获取，该修正值用于操控所述输送泵。

随后，在步骤370中，在使用获取到的所述修正值的情况下，进行所述输送泵的正常操控。在步骤380中，所述方法结束。

所述建议的方法对带有传统整流马达的输送泵进行了描述，所述传统整流马达一般通过带有可变的占空比的PWM-信号进行操控。在此，通过所述占空比来调整通过所述输送泵的电流，并且因此调整所述电动机的大致的转速。当然，所述方法对于电整流电动机（elektrisch kommutierter Elektromotor）、所谓的BLDC马达同样也是良好地适合的。所述电整流电动机通过转速的预先给出而进行操控。如果在所述操控中的、被预先控制的斜坡和跳跃不是以所述占空比而是当前以预先给出的转速进行操控，并且等效地通过所述转速来实施用于公差识别（Toleranzerkennung）的分析，那么所建议的方法当前就类似地起作用。

Claims (8)

1.用于控制内燃机的燃料配给***的方法，其中，所述燃料配给***包括在低压区域中的输送泵（100）以及高压泵（120），在启动所述内燃机时，将所述输送泵的操控信号（TV）跳跃形地升高，使得在高压区域中的压力的至少一个表明特性的特征得以获取。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将下述量中的至少一个作为特征来使用：压力升高的持续时间、压力升高的最大梯度（dP/dt）和/或绝对的压力差（DP）。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在开始时，将所述操控信号设置在一种基值（TVb）上，并且以这个基值为出发点升高。

4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，基于所述至少一个表明特性的特征来修正所述输送泵的所述操控信号。

5.计算机程序，该计算机程序构造用于，实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法中的一个方法的所有步骤。

6.可机读的存储介质，在该可机读的存储介质上存储了根据权利要求6所述的计算机程序。

7.控制装置，该控制装置构造用于，实施根据权利要求1至5中任一项所述的方法中的一个方法的所有步骤。

8.用于建立能够在控制装置上运行的计算机程序的、带有处理指令的程序代码，其中所述程序代码生成了根据权利要求6所述的计算机程序，如果将其根据所述处理指令转换为一种能够运行的计算机程序的话。