CN110541768A - 用于操控调节阀的方法 - Google Patents

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Abstract

用于操控调节阀(1)的方法，其中，调节阀(1)调节沿着管道(16,17)的流体(3)的体积流(2)，其中，该方法至少包括如下步骤：a)执行调节阀(1)的闭合过程(8)；b)测量在调节阀(1)上游的压力曲线(9)；c)确定流体(3)的密度。

Description

用于操控调节阀的方法
技术领域
本发明涉及一种用于操控调节阀、尤其燃料箱通风***(Tankentlüftungssystem)(优选地机动车的燃料箱通风***)的调节阀的方法。
背景技术
在燃料箱通风***中的调节阀调节从燃料箱的过滤器(吸附剂)至内燃机的进气管(或者在过滤器与至少一个燃烧室之间的连接段)的体积流。
该过滤器经常是活性炭过滤器，其结合被存储在燃料箱中的流体(例如燃料)的从燃料箱中放出的成分。活性炭过滤器与内燃机的进气管在流体技术上可经由调节阀相连接，从而使得在过滤器中相结合的或者被暂存的流体可调节地供应给燃烧室。
为了计算待喷射的燃料量如下是必要的，即，知道通过燃料箱通风***所供应的燃料的量。
经由燃料箱通风***所供应的量的确定迄今例如经由氧传感器来实现。为此缓慢打开燃料箱通风***的调节阀且监控与对于λ(燃料空气比例；经由废气传感机构来确定)的理论值的偏差。在此假定如下，即，该偏差仅由燃料从燃料箱通风***中的供应得出。但是为此评估在燃烧室下游的信号，也就是说在可实现调节之前首先必须出现与对于λ的理论值的偏差。这引起未处理排放的提高。
另外，所有的混合物偏差被归因于由燃料箱通风***所供应的燃料。在不精确的混合物预控制(和与对于混合物的理论值的偏差)的情形中，计算的燃料份额不与实际的燃料份额相符。由此得出，燃料箱通风必须非常小心地被控制或者被严格限制，以便不产生对于内燃机的安静运行和未处理排放的大的影响。
由WO 2012/049219 A1已知如下，即，使用一种用于输送扫气的泵，从而使得燃料从过滤器中可被有针对性地吸出且被供应给内燃机。
发明内容
本发明的任务在于，至少部分解决关于现有技术所列举的问题。尤其应建议一种用于操控调节阀的方法，通过该方法实现燃料的供应给燃烧室的份额的更精确的调节。
带有根据专利权利要求1的特征的方法有助于解决该任务。有利的改进方案是从属专利权利要求的对象。在专利权利要求中被单个举出的特征可以以技术上有意义的方式彼此组合且可通过来自说明书的所解释的事实和/或来自附图的细节来补充，其中，本发明的另外的实施变型方案被指出。
建议了一种用于操控调节阀的方法，其中，该调节阀调节沿着管道(第一管道、第二管道；即穿过管道)、尤其从燃料箱的过滤器至内燃机的进气管的流体的体积流。该方法至少具有如下步骤：
a)执行调节阀的闭合过程；且
b)测量在调节阀上游的压力曲线；
c)确定流体的密度(单位体积的质量，即[千克/立方米])。
调节阀尤其调节沿着在过滤器与内燃机之间的连接段的体积流。如有可能，连接段与进气管经由引入部位相连接。
尤其地，步骤a)至c)以所描述的顺序来执行。尤其地，步骤a)和b)至少暂时彼此并行地来执行。步骤c)尤其在考虑压力曲线的情形下、即优选地在时间上在步骤b)之后实现。
尤其地，在步骤b)中至少压力曲线的最小值和最大值被探测。尤其地，压力曲线的最小值被探测，该最小值在压力曲线中紧邻在调节阀的闭合之前存在。尤其地，压力曲线的最大值被探测，该最大值在压力曲线中紧邻在调节阀的闭合之后存在。
调节阀的闭合尤其包括如下，即，在调节阀的闭合状态中恰好体积流不可经由调节阀流动。
压力曲线的测量尤其通过压力状态的连续或间歇性的传感器的探测来实现。具体的传感器测量值可被累积。压力测量的单个值可被平均且/或被存储。压力曲线可借助如下压力参数来表征或分析：最大值、最小值、与测量的或可预先给定的测量值或阈值的偏差、变化速度。
流体的密度的确定可在计算上基于测量的压力状态或由此推导出的压力参数实现(如有可能在考虑上面所提及的压力参数中的一个的情形下)。
流体的密度的确定可尤其通过评估(至少)压力曲线的最小值和最大值被确定。
尤其地，在进一步的步骤i)中流体的流经至少部分打开的调节阀的体积流可被查明(例如经由热膜传感器(Heißfilmsensor，有时称为热变膜片传感器)或类似的测量技术地来测定)。尤其地，体积流可紧邻在引入根据步骤a)的闭合过程之前被查明。尤其地，体积流可在紧接于根据步骤a)的闭合过程的调节阀的打开的过程的情形中被查明。体积流尤其在测量技术上被测定。
在知道密度和体积流的情形中，流体的第一成分的第一份额和流体的第二成分的第二份额可至少被查明。
尤其地，第一成分是空气且第二成分是燃料。燃料至少部分地、尤其完全气态地存在。如有可能，燃料可作为液体存在。
在进一步的步骤ii)中，流体的温度可被查明。在知道温度的情形中，流体的密度(以更高的精度)被确定。尤其地，该温度与压力一起被测量，例如通过组合的传感器(压力/温度传感器)。
调节阀尤其以至少一个频率定时或者以该频率打开和闭合。尤其地，因此经由该调节阀可提供流体的脉冲的(gespulst，有时称为搏动的)体积流。
该方法、尤其至少步骤a)至c)、如有可能附加地步骤i)和ii)中的至少一个(或相应地两个)至少在两个、三个、四个或多个相继的闭合过程的情形中(尤其在每个闭合过程的情形中)被执行。
尤其地，根据步骤c)所查明的密度可经由该方法的重复执行来验证。如有可能可实现对于密度的经查明的值的平均。
该频率尤其为在5与50赫兹之间、优选地在5与20赫兹之间。
调节阀尤其经由(PWM)信号(脉冲宽度调制)来操控，其中，自确定的脉冲占空比(Tastverhältnis)起实现调节阀的尤其连续的打开。经由该脉冲占空比可尤其控制流经调节阀的体积流。
尤其地取决于流体的经确定的密度执行内燃机的燃料添加(Kraftstoffzugabe)的调节。
经由密度的确定，在流体中的燃料份额可被查明，从而经由调节阀的受控制的打开可实现可预先给定的燃料量的更精确的添加。
尤其地，压力传感器布置在过滤器与调节阀之间。
调节阀尤其如此来实施，即，脉冲的体积流经由调节阀被引导至进气管道。尤其地，调节阀经由PWM信号来操控。
在调节阀的打开相位期间构造有流体的流动。如果调节阀然后闭合，流体的体积流被突然中断。这引起在调节阀上游的可测量的压力上升。压力上升或者压力变化的曲线尤其取决于在打开相位期间的体积流的流动速度和流体的密度。
利用压力传感器或者在温度的附加的确定的情形下可确定流体的密度。由流体的原则上已知的单个密度值(所应用的燃料的密度、和空气的密度，如有可能取决于温度来确定)和流体的(总)密度可确定空气和燃料的份额。
以所描述的方法可确定燃料的份额或者燃料的来自过滤器的份额，其中，该份额在燃烧室上游已被查明。因此在燃料的燃烧之前已可调节内燃机的燃料添加。
尤其地，密度的确定能够以所提及的频率实现，从而使得流体的组成成分的突然的和/或波涛式的(schwallartig)变化同样可被确定且可实现燃料添加的考虑这些变化的调节。
另外，确定在流体中的燃料份额的精度不取决于混合物预控制的质量。
如下因此是可能的，即，在燃料的燃烧之前调节燃料添加，从而未处理排放可被降低。
另外可实现燃料箱通风的快速操控(或者调节阀的快速打开)，从而可实现扫气量的提高。扫气量的提高引起如下，即，被存储在过滤器中的燃料可被更好地从过滤器中导出。
另外建议了一种机动车，其至少具有带有至少一个燃烧室的内燃机、带有过滤器的用于在内燃机中可转化的燃料的燃料箱、至少空气和燃料可经由其被供应至燃烧室的进气管、调节或者根据基于的调节回路控制从过滤器至进气管(沿着管道、尤其第一管道和第二管道)的至少包括燃料的体积流的调节阀以及用于测量在调节阀上游的压力曲线的压力传感器。调节阀为了打开和闭合可由控制单元来操控。控制单元被设立或者合适地实施用于执行已描述的方法。控制单元于是可实施所描述的方法或者其在机动车的运行中实施。
尤其地，该方法即使在这样的内燃机的情形中也可被使用，即所述内燃机在机动车中不被使用。
当流体通常在导气管道中的份额应被确定时，该方法同样可被使用。为此，流体无须被供应给内燃机。
另外，该方法同样可由计算机或者以控制单元的处理器来实施。
相应地同样建议了一种用于数据处理的***，其包括处理器，该处理器被如此地匹配/配置，即，其实施该方法或者所建议的方法的步骤的一部分。
可设置有可计算机读取的存储介质，该存储介质包括在实施的情形中通过计算机/处理器促使其实施该方法或者所建议的方法的步骤的至少一部分的指令。
对于该方法的实施方案尤其可被转移到机动车或计算机执行的方法上且反之亦然。
此外还建议了应用包括空气和燃料的流体的根据本发明所确定的密度以用于(直接或间接)调节至内燃机的燃料量添加。用于(尤其在机动车的情形中)调节燃烧过程的经查明的燃料空气混合物的另外的特别有利的应用和使用可能性由对于此处所说明的方法的进一步的解释得出。
如下须留心注意，即，此处所应用的数词(“第一”、“第二”…)优先(仅)用于区别多个类似对象、尺寸或过程，即尤其这些对象、尺寸或过程彼此的关系和/或顺序不强制预先给定。如果关系和/或顺序应是必要的，这在此处被明确说明或其对于本领域技术人员而言在具体所描述的设计方案的研究中明显地得出。
附图说明
本发明以及技术范畴在下面借助附图作进一步解释。如下须被指出，即，本发明不应被所列举的实施例限制。尤其地(只要不明确地另外示出)同样可能的是，提取在附图中所解释的事实的部分方面且与来自当前的说明书的其它组成部分和知识组合。尤其地须指出如下，即，附图和尤其示出的尺寸比例仅是示意性的。其中：
图1：显示了一种机动车；且
图2：显示了该方法的一种实施变型方案。
附图标记列表
1 调节阀
2 体积流
3 流体
4 过滤器
5 燃料箱
6 进气管
7 内燃机
8 闭合过程
9 压力曲线
10 燃料
11 机动车
12 燃烧室
13 压力传感器
14 控制单元
15 时间
16 第一管道
17 第二管道
18 压力
19 打开相位
20 闭合相位
21 压差。
具体实施方式
图1显示了机动车11。机动车11包括带有多个燃烧室12的内燃机7、带有过滤器4的用于在内燃机7中可转化的燃料10的燃料箱5、进气管6(经由其至少空气和燃料10可被供应至燃烧室12)以及调节阀1(其调节从过滤器4经由管道16,17至进气管4的流体3的至少包括燃料10的体积流3)。调节阀1为了打开和闭合可由控制单元14来操控。控制单元14被设立或者合适地实施用于执行该方法。
另外，机动车11包括紧邻在调节阀1上游的压力传感器13，经由其可测量在调节阀1上游的压力18或者压力曲线19。
燃料10被存储在燃料箱5中，其中，燃料蒸气可经由第一管道16到达到过滤器4中。被暂存在过滤器4中的燃料10经由调节阀1且经由第二管道17被运送至进气管6。
图2以线图显示了该方法的一种实施变型方案。在垂直轴线上描绘了经由(紧邻)在调节阀1上游的压力传感器13测量的压力18。在水平轴线上描绘了时间15。
根据步骤a)执行调节阀1的闭合过程8。根据步骤b)测量在调节阀1上游的压力曲线9。根据步骤c)确定流体3的密度。
调节阀1以一频率定时且以该频率(此处频率为10赫兹)打开和闭合。该方法此处在四个相继闭合过程8的情形中被执行。
在调节阀1的打开相位19期间构造有流体3的流动。如果调节阀1然后闭合(闭合过程8，过渡至闭合相位20)，流体3的体积流2被突然中断。这引起在调节阀1上游的可测量的压力上升。压力上升的曲线(即压力曲线9)或者压力变化(或者测量的压差21)取决于在打开相位19期间的体积流2的流动速度和流体3的密度。压力曲线9的所描绘的振动示出了在调节阀1上游的压力变化，其由闭合过程8引起。
利用压力传感器13或者在温度的附加的确定的情形下可确定流体3的密度。由流体3的基本上已知的单个密度值(所应用的燃料10的密度和空气的密度，如有可能取决于温度来确定)和流体3的经查明的(总)密度可确定空气和燃料10的份额。
以所描述的方法可确定燃料10的份额或者燃料10的来自过滤器4的份额，其中，该份额在燃烧室12上游已被查明。因此，内燃机7的燃料添加可在燃料10的燃烧之前已被调节。

Claims (10)

1.用于操控调节阀(1)的方法，其中所述调节阀(1)调节沿着管道(16,17)的流体(3)的体积流(2)；其中，所述方法至少包括如下步骤：
a)执行所述调节阀(1)的闭合过程(8)；
b)测量在所述调节阀(1)上游的压力曲线(9)；
c)确定所述流体(3)的密度。
2.根据专利权利要求1所述的方法，其中在进一步的步骤i)中所述流体(3)的流经至少部分打开的调节阀(1)的体积流(2)被查明。
3.根据专利权利要求2所述的方法，其中在知道密度和体积流(2)的情形中所述流体(3)的第一成分的第一份额和所述流体(3)的第二成分的第二份额至少被查明。
4.根据专利权利要求3所述的方法，其中所述第一成分是空气且所述第二成分是燃料(10)。
5.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法，其中在进一步的步骤ii)中所述流体(3)的温度被查明，其中，在知道所述温度的情形中所述流体(3)的密度被确定。
6.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法，其中所述调节阀(1)以可预先给定的频率打开和闭合；其中，至少所述步骤a)至c)在至少两个相继的闭合过程(8)期间被执行。
7.根据专利权利要求6所述的方法，其中所述频率为在5与50赫兹之间。
8.根据前述专利权利要求中任一项所述的方法，其中所述调节阀(1)调节从燃料箱(5)的过滤器(4)至内燃机(7)的进气管(6)的流体(3)的体积流(2)；其中，取决于所述流体的经确定的密度执行所述内燃机(7)的燃料添加的调节。
9.机动车(11)，其至少具有带有至少一个燃烧室(12)的内燃机(7)、带有过滤器(4)的用于在所述内燃机(7)中可转化的燃料(10)的燃料箱(5)、至少空气和燃料(10)经由其可被供应至所述燃烧室(12)的进气管(6)、调节从所述过滤器(4)至所述进气管(6)的至少包括所述燃料(10)的体积流(2)的调节阀(1)以及用于测量在所述调节阀(1)上游的压力曲线(9)的压力传感器(13)；其中，所述调节阀(1)为了打开和闭合由控制单元(14)操控；其中，所述控制单元(14)被设立以用于执行根据前述专利权利要求中任一项所述的方法。
10.包括空气和燃料的流体的根据专利权利要求1至7中任一项所确定的密度用于调节至内燃机(7)的燃料量添加的应用。
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