CN108626048B - 用于运行高压泵的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于运行内燃机的高压泵的方法，所述高压泵具有至少一个输送机构，为所述输送机构相应地分配了电吸入阀，其中为了将预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器中而使用至少两个输送冲程，所述输送冲程分别借助于所述输送机构之一来进行，其中对于所述至少两个输送冲程中的至少一个输送冲程来说用至少包括促进电流的电流特性曲线来给所述相应的输送机构的电磁体通电，并且其中对于所述至少两个输送冲程中的至少另一个输送冲程来说用仅仅包括保持电流的电流特性曲线来给所述相应的输送机构的电磁体通电，自所述相应的输送机构的至少一个处于前面的输送冲程起加载所述保持电流。

Description

用于运行高压泵的方法

技术领域

本发明涉及一种用于运行高压泵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。

背景技术

具有能够***的阀活塞的吸入阀能够在与活塞泵的组合中用作高压泵，用于将燃料一直压缩到所期望的压力值、所谓的轨压并且将其导送到高压储存器（所谓的共轨）中。所述吸入阀在活塞的吸入冲程中打开并且让燃料补充流动，并且能够在所述活塞的压缩冲程中如此操控所述吸入阀，使得其关闭，用于不让燃料流到低压区域中。

对于具有高的燃料需求的内燃机来说，比如也能够使用这样的具有两个（或者多个）输送机构的高压泵，对于所述高压泵来说分开地驱动或者操控两个（或者（更多个）输送机构，用于提高所述高压泵的输送功率。

发明内容

按照本发明，提出一种用于运行高压泵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。有利的设计方案是优选实施例及以下说明书的主题。

按本发明的方法用于运行内燃机的高压泵，所述高压泵为了输送燃料而具有至少一个输送机构、尤其是至少一个活塞-输送机构，为所述输送机构分别分配了电吸入阀。在此，能够将燃料尤其从低压区域通过所述相应的输送机构的相应的输送室来输送到高压储存器中。尤其在这里能够设置刚好一个输送机构或者刚好两个输送机构，但是也能够考虑更多个输送机构，也就比如三个或者四个输送机构，所述输送机构相应地用于输送燃料。

对于每个电吸入阀来说，优选电枢作为用于相应的阀活塞的行程限制机构能够借助于相应的电磁体在第一位置与第二位置之间调节，所述阀活塞将低压区域与相应的输送室分开，在所述第一位置中所述相应的阀活塞不能关闭，并且在所述第二位置中所述相应的阀活塞能够关闭。

在此，通常在所述行程限制机构或者所述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电枢上并且将所述电枢保持在初始位置中。通过对于相应的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来改变所述电枢相对于所述电磁体的位置，使得所述行程限制机构从所述第一位置转换到所述第二位置。这意味着，那么所述吸入阀在无电流的状态中通常是打开的并且仅仅在通电的状态中能够进行完全的关闭，如果有压力被施加到所述阀活塞上的话。通过这种方式能够实现这一点：虽然在所述相应的输送机构的吸入阶段中将燃料从所述低压区域吸到相应的输送室中，但是只有在所述吸入阀完全关闭时，于是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。

为了输送预先给定的量的燃料，于是要使用至少两个相应地借助于所述输送机构之一来进行的输送冲程。换句话说，将所述预先给定的量的燃料分配到至少两个输送冲程上。对于所述至少两个输送冲程中的至少一个输送冲程来说，于是用至少包括促进电流的电流特性曲线来给所述电吸入阀通电并且在那里尤其给所述相应的输送机构的相应的电磁体通电。这种电流特性曲线优选此外能够在所述促进电流之后具有始动电流并且尤其在所述始动电流之后具有保持电流。对于所述至少两个输送冲程中的至少另一个输送冲程来说，用仅仅包括保持电流的电流特性曲线来给所述电吸入阀通电并且在那里尤其给所述相应的输送机构的相应的电磁体通电。在此自所述相应的输送机构的至少一个处于前面的输送冲程起加载这种保持电流。这意味着，必须在所述相关的输送机构的处于前面的输送冲程之一中就已经进行相应的通电，并且而后必须保持所述相应的通电。对于这个处于前面的输送冲程来说，而后能够使用至少包括促进电流的电流特性曲线。

在所提出的方法中，因此将预先给定的量的燃料如此分配到至少两个输送冲程上，从而用至少一个输送冲程进行全输送，而用至少另一个输送冲程进一步进行部分输送（如果不是由于所要求的量而偶然也应该需要全输送）。这引起以下结果：燃料的量不像在通常常见的输送中一样不是均匀被分配到所述输送冲程上，而是非均匀地被分配到所述输送冲程上。然而在总体上输送所要求的量。现在，对这一点来说特别有利的是，在具有全输送的输送冲程中不需要促进电流。虽然需要对于所述电磁体的连续的通电，但是全部的能耗由于所述促进电流的消失而大致保持相同。不过，能够取消特别麻烦的促进通电以及所述促进电流的麻烦的产生。

对于所述高压泵具有至少两个输送机构这种情况来说，所述方法特别优选。于是优选对于所述至少两个用于将预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器中的输送冲程来说，能够使用不同的输送机构。

对于所述电吸入阀的每次操纵都需要通常来自相应的控制器的电能。出于噪声原因并且也出于能量上的原因，因此对于具有两个或者更多个输送机构的高压泵来说在所述内燃机的下负荷范围内也许能够完全切断一个输送机构并且将有待输送的量的燃料分配到另外一个或者另外几个输送机构上。

为了也在存在更高的转速时或者在更高的负荷范围内还能够精确地转换并且出于有待输送的量的燃料的可再现性的原因，通常在通电的开始阶段中用促进电流给所述电吸入阀通电、也就是用比通常常见的电池电压高的电压来操控所述电吸入阀，以便能够更快地在所述电磁体中形成电流。必须在所述控制器中或多或少地麻烦地产生这种更高的电压，这意味着并非微不足道的线路开销。在总体上在运行范围内必须通过所述促进电流为所述电吸入阀所提供的能量越多，通常所述线路开销就变得越大（比如越大的缓冲电容器和越大的线圈）。

现在，本方法以改动的形式如此利用在存在两个或者更多个输送机构的情况下在较低的负荷范围或者转速范围内切断一个输送机构的构思，从而也能够在更高的负荷范围或者转速范围内运用本方法，也就是尤其也能够在用仅仅一个输送冲程不能达到预先给定的量的燃料时运用本方法。

由于对于所述电吸入阀中的至少一个吸入阀或者其电磁体的连续的通电，与切断相类似地，而不再需要促进电流。对于刚好存在两个输送机构的情况来说，比如所必需的用促进电流进行的通电的次数减半。而如已经提到的那样，全部的能量需求虽然大致保持不变，但是所需要的、用于产生促进电流或者促进电压的线路能够设计得更小或者更简单，或者在共同利用时也供其它的负载（比如燃料喷射器）所用。

虽然对于具有至少两个输送机构的高压泵来说产生特别明显的优点，但是所述构思也能够有利地用在仅仅具有一个输送机构的高压泵中。在这种情况下，对于所述至少两个用于将预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器中的输送冲程来说使用这一个输送机构。在此所述至少另一个输送冲程能够适当地紧跟在所述至少一个输送冲程之后，对于所述至少另一个输送冲程来说使用仅仅包括保持电流的电流特性曲线，对于所述至少一个输送冲程来说使用至少包括促进电流的电流特性曲线。

为两个或者更多个输送机构的情况所使用的原理在这里被套用到一个输送机构上，方法是：在同一个输送机构中相应先后地进行相应的操控或者通电，对于所述原理来说两个或者更多个输送冲程同时进行，或者如果比如在使用驱动轴上的彼此错开地布置的凸轮时错开地操控各个输送机构，两个或者更多个输送冲程可能稍许错开地进行。在此，比如能够避免用促进电流进行每第二次通电，这引起所需要的线路的更小的负荷。

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施所述方法也是有利的，因为这尤其在执行用的控制器还用于另外的任务并且因此本来就存在时引起的成本特别低。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是磁性存储器、光学存储器和电存储器、像比如硬盘、闪存、EEPROM、DVD以及类似更多的存储器。也能够通过计算机网络（互联网、内联网等等）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***，该燃料喷射***具有拥有吸入阀的高压泵，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示出了关于图2的侧视图；

图4a和4b以一种优选的实施方式示意性地示出了在实施按本发明的方法时的电流特性曲线；并且

图5a到5c以不同的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变化曲线。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了内燃机40的一种示范性的燃料喷射***10。这个燃料喷射***示范性地包括（在这里是电）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来输送给高压泵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通常与内燃机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具有两个电吸入阀16、16'，参照图2和3对所述电吸入阀进行详细解释。所述高压泵15的输出端与高压储存器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，在所述高压储存器18上能够设置压力传感器20，该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以及具有电吸入阀16、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的信号并且就这样能够检测并且处理所述高压储存器18中的压力。

在图2和3中更加详细地示出了图1的高压泵15和电吸入阀16、16'。图3在此示出了图2的侧视图并且更确切地说示出了从左侧看的侧视图。下面要全面地对图2和3进行描述。

所述高压泵15具有输送机构23、23'，所述输送机构则具有相应地由凸轮24或者24'来操纵的活塞（泵活塞）。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）来连接到所述内燃机上。所述凸轮24和24'示范性地构造为双凸轮并且错开了90°。

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

所述电吸入阀16、16'分别具有阀活塞30或者30'，所述阀活塞将所述低压区域与所述高压泵15的相应的输送室26或者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、16'分别具有拥有线圈31或者31'的电磁体32或者32'。所述线圈31、31'比如能够被连接到所述控制器上，从而能够在对于所述电吸入阀的操控的范围内给所述线圈31、31'或者所述电磁体32、32'通电。此外设置了行程限制机构33、33'，所述行程限制机构在此构造为用于相应的电磁体的电枢。

在所述电磁体32或者32'的未通电的状态中所述电枢33或者33'比如能够借助于一个或者多个弹簧离开所述电磁体32或者32'朝阀活塞30或者30'的方向挤压。在这种无电流的状态中，相应的电吸入阀16或者16'如在这里示范性地示出那样处于第一位置S₁中。

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

如果给所述线圈31或者31'通电，所述电枢33或者33'就朝所述电磁体32或者32'的方向运动并且由此离开所述阀活塞30或者30'。在这种通电的状态中，所述相应的电吸入阀利用所述行程限制机构33或者33'处于第二位置S₂中。

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

现在下面要简短地对所述高压泵15连同所述电吸入阀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。

在所述高压泵的具有活塞23的部分的吸入冲程或者吸入阶段中，如这一点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向下朝所述凸轮24的方向运动。由于被打开的吸入阀16，由此将燃料吸到所述输送室26中。

在所述高压泵15的输送冲程或者压缩阶段中，所述电磁体32首先还未被通电，也就是说所述电枢33处于所述第一位置S₁中。所述活塞23向上运动并且由于所述被打开的吸入阀16而由此将燃料从所述输送室26返回朝所述燃料泵14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而没有完全关闭，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。所述阀活塞30由此能够通过所述输送室26中的燃料的压力或者朝所述低压区域的方向的燃料流而被挤压到所述阀座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被打开并且燃料被输送到所述高压储存器中。

所述电吸入阀16'的作用原理相当于所述电吸入阀16的作用原理，但是所述凸轮24'在这里相对于所述凸轮24错开了90°，从而出现相移。这种相移对于所述活塞23'的冲程来说由于所述凸轮24'而产生，但是同样能够相应地在相移的情况下操控所述电吸入阀16'。

在图4a和4b中以一种优选的实施方式示意性地示出了在实施按本发明的方法时的电流特性曲线。为此相应地关于时间t绘示出电流I。

在图4a中示出了电流特性曲线P₁，对于该电流特性曲线来说为了操控电吸入阀而在输送冲程中在所述电磁体中首先使用促进电流I_B，随后将该促进电流降低到始动电流I_A并且而后降低到保持电流I_H。在此需要所述促进电流I_B，用于快速地提升所述电枢，而后需要所述始动电流I_A，用于尽可能地提升所述电枢、也就是一直提升到止挡处。而此后所述保持电流I_H则足以用于将所述电枢保持被提升的状态。

一旦再也不必将所述电枢保持断开的状态，又能够取消电流。对于紧接着的输送冲程以及由此所述电吸入阀的操控来说，重复这种处理方式。这种电流特性曲线一方面代表着用于传统的操控的常见的电流特性曲线，不过另一方面也代表着如在本发明的范围内能够为相应的电吸入阀所使用的那样的电流特性曲线，所述电吸入阀惯常用促进电流来操控。

现在在图4b中示出了电流特性曲线P₂，对于该电流特性曲线来说，也如在电流特性曲线P₁中那样，一开始为输送冲程使用促进电流I_B，随后将所述促进电流降低到始动电流I_A并且而后降低到保持电流I_H。但是而后将所述保持电流I_H保持一个或者多个紧接着的输送冲程。这引起以下结果：在这些紧接着的输送冲程中进行全输送。

在图5a到5c中以不同的优选的实施方式示出了在实施按本发明的方法时所述高压储存器中的压力的变化曲线。为此，相应地关于时间t绘示了所述高压储存器中的压力p。

在图5a中示出了一种实施方式，在该实施方式中使用像比如参照图2和3详细描述的那样的、具有两个输送机构的高压泵。在这里，现在在所述输送机构之一的输送冲程Δt_V中进行全输送，并且在另一个输送机构的输送冲程Δt_T中进行部分输送。为此，能够进行如参照图4a和4b详细解释的那样的操控。所述第一输送冲程与所述第二输送冲程之间的时间错开在这里从所述凸轮的、如在图2和3中所示出的那样的错开中产生。

因此，首先通过较大一些的量的燃料、此后还仅仅通过较小一些的量的燃料来提高所述高压储存器的压力。但是，加在一起输送预先给定的量。而后在时刻t_E通过燃料喷射器来进行喷射，也就是说又减小所述压力。

在图5b中示出了另一种实施方式，在该实施方式中使用具有两个输送机构的高压泵。所述处理方式在这里与按照图5a的实施方式相类似，但是在这里用首先进行的输送冲程来进行部分输送并且而后用后来进行的输送冲程来进行全输送。

在图5c中示出了另一种实施方式，在该实施方式中使用仅仅具有一个输送机构的高压泵。这样的高压泵比如能够类似地相当于参照图2和3详细描述的高压泵，但是这样的高压泵仅仅具有一个输送机构，也就是说在那里双倍地示出的组件仅仅单一地存在。

在这里，用所述第一输送冲程、这里是Δt_T来进行部分输送，而后用所述第二输送冲程、这里是Δt_V来进行全输送。所述输送冲程之间的时间间隔在这里更大，也就是比在按照图5a和5b的实施方式中更大，因为两个输送冲程通过同一个输送机构来进行。

在此要注意，在所述第一输送冲程中实施所述部分输送，因为而后能够保持所述保持电流。而后在时刻t_E通过燃料喷射器进行喷射，也就是说又减小所述压力。

要说明，在这里所示出的情况中需要两个输送冲程，用于得到对喷射来说所期望的压力。而如果要在一个输送冲程之后就进行喷射，那么这种方法虽然能够继续运用，但是于是对不同的喷射来说产生不同的原始压力水平。

Claims (9)

1.用于运行内燃机的高压泵的方法，所述高压泵（15）为了输送燃料而具有至少一个输送机构（23、23'），为所述输送机构分别分配了电吸入阀（16、16'），

其中为了输送预先给定的量的燃料而使用至少两个输送冲程（Δt_V、Δt_T），所述输送冲程相应地借助于所述至少一个输送机构（23、23'）来进行，

其中对于所述至少两个输送冲程中的至少一个输送冲程（Δt_T）来说，用至少包括促进电流（I_B）的电流特性曲线（P₁）来给所述至少一个输送机构（23、23'）的电吸入阀（16、16'）通电，并且

其中对于所述至少两个输送冲程中的至少另一个输送冲程（Δt_V）来说，用仅仅包括保持电流（I_H）的电流特性曲线（P₂）来给所述相应的输送机构（23、23'）的电吸入阀（16、16'）通电，自所述至少一个输送机构的至少一个处于前面的输送冲程起加载所述保持电流（I_H）。

2.按权利要求1所述的方法，其中，为了对于所述至少两个输送冲程中的至少另一个输送冲程（Δt_V）来说自所述相应的输送机构（23、23'）的至少一个处于前面的输送冲程起加载所述保持电流（I_H），在处于前面的输送冲程之一中用至少包括促进电流（I_B）的电流特性曲线来给所述相应的电磁体（32、32'）通电。

3.按权利要求1或2所述的方法，其中，如果所述高压泵（15）具有至少两个输送机构（23、23'），那么对所述至少两个用于将预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器（18）中的输送冲程（Δt_V、Δt_T）来说使用不同的输送机构（23、23'）。

4.按权利要求3所述的方法，其中为了将所述预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器（18）中，只有在所述预先给定的量不能用仅仅一个输送冲程来达到时才使用至少两个输送冲程（Δt_V、Δt_T）。

5.按权利要求1或2所述的方法，其中，如果所述高压泵刚好具有一个输送机构，那么对于所述至少两个用于将预先给定的量的燃料输送到所述高压储存器中的输送冲程（Δt_V、Δt_T）来说使用这一个输送机构。

6.按权利要求5所述的方法，其中所述至少另一个输送冲程紧跟在所述至少一个输送冲程之后，对于所述至少另一个输送冲程来说使用仅仅包括保持电流的电流特性曲线，对于所述至少一个输送冲程来说使用至少包括促进电流的电流特性曲线。

7.按权利要求1或2所述的方法，其中所述至少包括促进电流（I_B）的电流特性曲线在所述促进电流（I_B）之后此外具有始动电流（I_A）并且在所述始动电流（I_A）之后具有保持电流（I_H），所述始动电流用于将所述电吸入阀的电枢一直提升到止挡处。

8.计算单元（80），所述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。

9.机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有在其上面所保存的计算机程序，所述计算机程序在其在计算单元（80）上被执行时促使所述计算单元（80）实施按权利要求1到7中任一项所述的方法。

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