专利名称：用于运行内燃机的燃料喷射装置的方法
技术领域：
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的、用于运行内燃机的燃料喷射装置的方法。
背景技术：
通常已知用于喷射燃料的喷射器。通过触发例如是电磁执行器或者压电执行器的执行器移动转换阀。所述转换阀与喷嘴针阀处于液压连接，其中所述喷嘴针阀根据转换阀的状态打开或者关闭所述喷射器。
此外已知,求得所述执行器的触发的触发开始时刻和触发结束时刻。由文献DE 3609 599 Al或者文献DE 3 843 138 Al已知，求得转换阀的关闭时刻。发明内容
本发明的问题通过按照权利要求1所述的方法得到解决。在从属权利要求中给出了有利的改进方案。此外,对于本发明重要的特征出现在以下说明中以及出现在附图中，其中所述特征能够不仅单独地而且以不同的组合对本发明来说是重要的，而不用此后再次明确地指出。
所述方法有利地通过求得喷嘴针阀的打开延迟持续时间实现了精确地求得通过喷射器喷射的燃料量。所述打开延迟持续时间在触发开始时刻开始,并且以喷嘴针阀的打开时刻结束，所述触发开始时刻标示出喷射器的执行器的触发的开始。有利地与最小触发持续时间联系地求得喷嘴针阀的打开延迟持续时间,其中所述最小触发持续时间相当于对于执行器的触发持续时间,在所述触发持续时间中喷射器刚好未打开。最小触发持续时间由函数求得,所述函数将触发持续时间与另-个持续时间关联起来。这如此相应地精确求得的喷射的燃料量能够重新归入到其他的计算中。所述方法总体上有助于改善内燃机的控制或者说调节，并且所述 方法相应地造成能够节省燃料并且能够使有害物质排放进一步降低。
在所述方法的^-种有利的实施方式中，另一个持续时间是喷嘴针阀的关闭持续时间，所述关闭持续时间在转换阀的关闭时刻开始。转换阀的关闭时刻相当于喷嘴针阀转变到关闭运动中。因此，已知的转换阀的关闭时刻归入到喷嘴针阀的打开时刻的求得中。
在所述方法的一种有利的实施方式中，另一个持续时间是关闭延迟持续时间,所述第^-关闭延迟持续时间在执行器的触发的触发结束时刻开始。如果例如转换阀的关闭时刻不可支配，则能够有利地将已知的触发结束时刻或者说已知的关闭延迟持续时间归入到喷嘴针阀的打开时刻的求得中。
在所述方法的一种有利的实施方式中，由触发持续时间和另一个持续时间、也就是关闭持续时间或者关闭延迟持续时间求得数值对。例如借助线性回归由数值对求得函数。对在触发持续时间和所述另一个持续时间之间的线性关系的假设因此简化了函数的求得。
由以下对本发明的、在附图的图示中示出的实施例的描述得出本发明的其他特征、应用技术方案和优点。在此，独立于其在权利要求中的概括或者权利要求的回引以及独立于其在说明书中或者说在附图中的表达或者说描述，所有说明的或描述的特征本身或者以任意组合的形式形成了本发明的主题。对于在所有图示中功能相同的参量,即使在不同的实施方式中也使用相同的附图标记。
以下参照附图阐述本发明的示例性的实施方式。在附图中示出: 图1是压电喷射器的示意性的剖面图； 图2a是在初始位置中示意性地示出的转换阀； 图2b是在状态“打开”中示意性地示出的转换阀； 图2c是在状态“关闭”中示意性地示出的转换阀； 图3是具有电磁执行器的触发的示意性地示出的电流曲线、转换阀的示意性地示出的行程曲线以及喷嘴针阀的示意性地示出的行程曲线的时间图； 图4是具有压电执行器的触发的示意性地示出的电压曲线、转换阀的示意性地示出的行程曲线以及喷嘴针阀的示意性地示出的行程曲线的时间图； 图5是示意性地示出的触发持续时间-关闭持续时间图； 图6是示意性的流程图；并且 图7是示意性的方框图。
具体实施方式
在图1中示出的压电喷射器100用于将燃料喷射到内燃机的未示出的燃烧室中。所述压电喷射器100是所述内燃机的燃料喷射装置的一部分。所述燃料喷射装置例如按照所谓的共轨方法工作。由压电执行器10控制通过压电喷射器100的燃料的供给，所述压电执行器通过控制器以电压进行触发。根据所述电压，改变所述压电执行器10的沿纵向方向、也就是说沿着压电喷射器100的纵轴线的伸长量。压电执行器10通过液压耦合器11与转换阀12连接。压电执行器10为所述转换阀12施加往复运动。通过转换阀12液压地控制喷嘴针阀14沿纵向方向的运动，从而喷嘴针阀14打开或者关闭压电喷射器100进而将燃料配量到燃烧室中。通过转换阀12的往复运动,借助喷嘴针阀14打开并且再次关闭压电喷射器100。接F来也将压电执行器10、液压耦合器11以及转换阀12称作调节器链。替代图1所示的压电执行器10，也能够使用电磁`执行器为转换阀12施加往复运动。
图2a、2b和2c示意性地示出了充满燃料的液压系统。在图1所示的转换阀12和喷嘴针阀14之间的液压系统用于借助转换阀12控制喷嘴针阀14的运动。但是,根据图2a、2b和2c，所述液压系统不局限于根据图1借助压电执行器10的操作或者说运行,而是能够替代地也利用所提到的电磁执行器或者其他的执行器类型运行。此外示出了排出口 15、输入口 16、复位腔室(Absteuerraum) 17、阀腔18、控制腔19和压力腔室20。所述阀腔18通过连接管路21与控制腔19相连。连接管路21具有排出节流阀(Ablaufdrossel) 22。控制腔19通过连接管路23与压力腔室20相连。连接管路23具有输入节流阀24。在图2a所示的复位腔室17中存在泄漏油压Pleak,并且在压力腔室20中存在轨道压力Prail。
在图2a中，压电喷射器100处于初始状态中，其中转换阀12关闭。因此在复位腔室17中产生通过排出口 15求得的泄漏油压Pleak。在剩F的系统中产生通过输入口 16达到的轨道压力Prail。
如果加载压电执行器10,则该压电执行器沿纵向方向伸长。替代地,所阐述的电磁执行器的或者其他的执行器类型的相应的触发引起作用到转换阀12上的相应的力作用，进而引起转换阀12的往复运动。转换阀12通过调节器链13被施加以相应的行程，进而根据图2b，沿运动方向rl打开。由此,在液压系统内部的压力如下变化:通过打开转换阀12,复位腔室17和阀腔18相连接,从而在阀腔18中的压力从轨道压力Prail下降到略高于泄漏油压的压力。燃料相应地从在控制腔19中的较高的压力Prail出发,通过排出节流阀22沿方向Π从控制腔19中流出，并且从当前的轨道压力Prail出发,在控制腔19中的压力下降到中间压力Pzl。对于所述中间压力Pzl来说有:Prail>Pzl>Pleak。同时，燃料通过连接管路23沿方向f2继续流动并且影响在控制腔19中的压力。
因此,转换阀12的打开引起在控制腔19中的压力下降,所述压力下降引起喷嘴针阀14沿运动方向r2向上运动。所述喷嘴针阀14的运动方向r2意味着用于燃料喷射的压电喷射器100的打开。
根据图2c,为了关闭压电喷射器100进而结束所述燃料喷射,卸载压电执行器10并且因此沿纵向方向缩小。替代地,所阐述的电磁执行器的或者其他的执行器类型的相应的触发引起作用到转换阀12上的力作用结束进而引起该转换阀的复位运动。通过调节器链13相应地为转换阀12施加一行程,并且转换阀12沿运动方向r3运动到关闭位置。由此,较少的燃料直到不再有燃料能够通过排出口 15流出。同样，通过连接管路21的流量减少。燃料通过连接管路23继续沿方向f3流动并且引起喷嘴针阀14沿运动方向r4运动并且关闭压电喷射器100。
接着，对于关闭的转换阀12的来说能够再次形成根据图2a的状态。
图3示出了具有示意性地示出的、用于打开转换阀12的电磁执行器的触发的电流曲线20、转换阀12的示意性地示出的行程曲线30以及喷嘴针阀14的示意性地示出的行程曲线40的时间图200。电流轴I配 属于所述电流曲线20，其中在电流轴1....t绘出第一电流值11、第二电流值12和第三电流值13。第二电流值12大于第一电流值II。第三电流值13大于第二电流值12。转换阀12的行程曲线30配属于阀行程轴hS,其中在阀行程轴hS上绘出第^-阀行程值hSl和第二阀行程值hS2。第二阀行程值hS2大于第一阀行程值hSl。喷嘴针阀14的行程曲线40配属于针阀行程轴hN，其中在针阀行程轴hN上绘出第一针阀行程值hNl和第二针阀行程值hN2。第二针阀行程值hN2大于第一针阀行程值hNl。所述电流曲线20、转换阀1.2的行程曲线30和喷嘴针阀14的行程曲线40分别是关于共同的时间轴t的。
在触发开始时刻to，电流曲线20处于第一电流值11。在触发开始时刻to和时刻U之间，电流曲线20从所述第一电流值Il出发越过第二电流值12上升到第三电流值13。在时刻tl和时刻t5之间，电流曲线20处于第三电流值13。在时刻t5和时刻t6之间，电流曲线20从第三电流值13下降到第二电流值12。在时刻t6和触发结束时刻t7之间，电流曲线20停留在第二电流值12。在触发结束时刻t7和时刻t.8之间，电流曲线20从第二电流值12下降到第一电流值II。所述触发开始时刻t0和触发结束时刻t7定义了触发持续时间daftire。为了替代地定义触发持续时间dac;tiTC,例如能够选择时刻tl代替触发开始时刻tO。同样，为了替代地定义触发持续时间dac;tive，能够选择时刻t8代替触发结束时刻t7。因此，触发持续时间dactive的定义一般对应于一段持续时间,在这段持续时间期间存在一定的能量状态，其特征在于在执行器中、例如在电磁执行器中的电流或者说电压。
在触发开始时刻t.0和转换阀12的打开时刻t2之间,行程曲线30处于第一阀行程值hSl。在打开时刻t2和时刻t3之间，行程曲线30从第一阀行程值hSl上升到第二阀行程值hS2。在时刻t3和时刻t9之间,行程曲线30处于第二阀行程值hS2。在时刻t9和转换阀12的关闭时刻tlO之间,行程曲线30从第二阀行程值hS2下降到第一阀行程值hSl。在关闭时刻tlO和时刻til之间示出了转换阀12的行程曲线32,其中行程曲线32从第一阀行程值hS I出发上升直到在关闭时刻110和时刻111之间的时间间隔的中部,并且直到时刻Ul回降到第一阀行程值hSl。所述行程曲线32对应于转换阀12的止动缓冲特性(Prellverhalten),其中转换阀12在关闭时刻tlO时以及又在时刻til时触碰到挡块上。
在触发开始时刻t.0和转换阀12的打开时刻t2之间,行程曲线30处于第一阀行程值hSl，这对应于在图2a中转换阀12的关闭状态。在打开时刻t2和时刻t3之间,行程曲线30从第一阀行程值hSl上升到第二阀行程值hS2,这在图2b中对应于转换阀12沿运动方向rl的打开。在时亥Ij t9和关闭时刻tlO之间,行程曲线30从第二阀行程值hS2下降到第一阀行程值hSl,这对应于在图2c中转换阀12沿运动方向r3的关闭。如果行程曲线30处于第一阀行程值hSl，则转换阀12是关闭的。如果行程曲线30处于第二阀行程值hS2，则转换阀12是打开的。
在触发开始时刻t()和喷嘴针阀14的打开时刻t4之间，喷嘴针阀14的行程曲线40处于第一针阀行程值hNl。在打开时刻t4和转换阀12的关闭时刻tlO之间,行程曲线40从第一针阀行程值hNl上升到第二针阀行程值hN2,其中所述行程曲线40基本上显示为直线。在转换阀12的关闭时刻tlO和喷 嘴针阀14的关闭时刻tl2之间，彳丁程曲线40从第二针阀行程值hN2下降到第一针阀行程值hNl,其中行程曲线40按照基本上线性的函数下降。在喷嘴针阀14的关闭时刻t.12之后,行程曲线40处于第一针阀行程值hNl。所述第一针阀行程值hNl对应于喷射器100的关闭状态，其中喷嘴针阀14关闭喷射器100。
在打开时刻t4和关闭时刻UO之间，行程曲线40从第一针阀行程值hNl上升到第二针阀行程值hN2,这对应于在图2b中喷嘴针阀14沿运动方向r2的打开。在关闭时刻tlO和关闭时刻t.12之间，行程曲线40从第二针阀行程值hN2下降到第一针阀行程值hNl,这对应于在图2c中喷嘴针阀14沿运动方向r4的关闭。
喷嘴针阀14的关闭持续时间del()se以转换阀12的关闭时刻tlO开始并且以喷嘴针阀14的关闭时刻tl.2结束。第一关闭延迟持续时间Clcil以触发结束时刻t7开始并且以喷嘴针阀14的关闭时刻tl2结束。喷嘴针阀14的关闭持续时间dclose和第一关闭延迟持续时间C^1 一般也表示为其他的持续时间。
第二关闭延迟持续时间dc2以触发结束时刻t7开始并且以转换阀12的关闭时刻tlO结束。喷嘴针阀14的打开持续时间Clcipen以喷嘴针阀14的打开时刻t4开始并且以转换阀12的关闭时刻tlO结束。打开延迟持续时间屯以触发开始时刻t0开始并且以喷嘴针阀14的打开时刻t4结束。
转换阀12的打开配属于打开时刻t2。喷嘴针阀14的打开配属于打开时刻t4。转换阀12的关闭配属于关闭时刻tlO。喷嘴针阀14的关闭配属于关闭时刻t.12。
图4示出了具有压电执行器10的用于打开压电执行器10的触发的示意性地示出的电压曲线70、转换阀12的示意性地示出的行程曲线30和喷嘴针阀14的示意性地示出的行程曲线40的时间图202。所述电压曲线70配属于电压轴U,其中在电压轴U上绘出第一电压值Ul和第二电压值U2。第二电压值U2大于第一电压值U1。转换阀12的行程曲线30和喷嘴针阀14的行程曲线40对应于由图3中的时间图200所示的曲线。
从触发开始时刻tO起直到时刻U，所述电压曲线70从第一电压值Ul上升到第二电压值U2。在时刻tl和时刻t7之间，电压曲线70处于第二电压值U2。在时刻t7和时刻t.8之间，电压曲线70从第二电压值U2下降到第一电压值U1。所述触发开始时刻tO和触发结束时刻t7定义了触发持续时间dactive。为了替代地定义触发持续时间da[;tiVf；,例如能够选择时刻tl代替触发开始时刻tO。同样，为了替代地定义触发持续时间dac;tiTC,能够选择时刻t8代替触发结束时刻t7。
在触发开始时刻t.0和转换阀12的打开时刻t2之间,行程曲线30处于第一阀行程值hSl，这对应于在图2a中转换阀12的关闭状态。在打开时刻t2和时刻t3之间,行程曲线30从第一阀行程值hSl上升到第二阀行程值hS2,这在图2b中对应于转换阀12沿运动方向rl的打开。在时亥Ij t9和关闭时刻tlO之间,行程曲线30从第二阀行程值hS2下降到第一阀行程值hSl,这对应于在图2c中转换阀12沿运动方向r3的关闭。如果行程曲线30处于第一阀行程值hSl，则转换阀12是关闭的。如果行程曲线30处于第二阀行程值hS2，则转换阀12是打开的。
图5示出了具有对于触发持续时间dac;tiTC的Clacitive轴和对于关闭持续时间的、与daf.tive轴正交的(1ε1.轴的示意性地示出的触发持续时间-延迟持续时间图45。所述图45用于求得对于喷射器来说与样本有关的、引起喷射的最小触发持续时间dac;tiVf；.min。
函数f描绘了基于触发持续时间dac;tiV6的喷嘴针阀14的关闭持续时间或者说基于关闭持续时间CU.的触发持续时间dactive。对于所述函数f来说,在关闭持续时间dclose和触发持续时间cIl之间表现为近似线性的关系。因此,函数f基本上是线性的函数。函数f由多个测量点M1Jx形成，其中测量点M1Jx分别由一个关闭持续时间dd..的值和一个触发持续时间dac:tira的值组成。例如能够以线性回归的方法由多个测量点M1' Mx求得函数f。
所述daetive轴和del()se轴在点del()se= O并且(Iaetive= O处相交。函数f在最小触发持续时间I—处与CUvf3轴相交，其中在最小触发持续时间da 处，喷嘴针阀14通常还打开着或者说已经打开并且引起喷射。函数f在CUise轴截距处与dclose轴相交。能够根据公式I示出函数f的线性形式，其中α等于一个可求得的因数: 土付(icfive ) —' (d actiie ~ ^ xinv.,mii )⑴。
同样能够根据公式2示出函数f的线性形式,其中m表示直线斜率,并且c^.，。表示del()se轴截距: 會(d ) = ην + d(2)。
代替关闭持续时间dclose’能够根据其他的函数描绘并且相应地使用基于触发持续时间Claetive的第^-关闭延迟持续时间Clcd或者说基于第一关闭延迟持续时间Cica的触发持续时间dfKtiVf；。代替在图5中示出的线性函数f，其他的函数、例如更高的阶次和/或截距式地定义也能够用于在触发持续时间(Iaetive和关闭持续时间(]。1(_或者说第一关闭延迟持续时间L之间的描绘。
接下来参照图3和图4阐述喷嘴针阀14的打开时刻t4的求得。假定喷嘴针阀14以基本上恒定的速度Vopen打开并且以基本上恒定的速度Yclose关闭。所述速度Vopen和Nclose根据轨道压力Prail以及根据喷射器的样本略微地波动。如果假定恒定的轨道压力Prail，则根据公式3在关闭持续时间和打开持续时间Clcipm之间存在近似线性的关系。因此，能够列出按照公式4的方程,其中β表示相应的因数:
权利要求
1.一种用于运行内燃机的燃料喷射装置的方法,其中所述燃料喷射装置具有用于将燃料配量到内燃机的燃烧室中的喷射器，其中所述喷射器具有执行器、转换阀(12)和喷嘴针阀(14)，其中在所述方法中，在触发持续时间(CUve)期间将电压(U)或者电流(I)输送给所述执行器，其中所述转换阀(12)被执行器置于往复运动中，并且其中通过所述转换阀(12)的往复运动借助所述喷嘴针阀(14)打开和关闭所述喷射器,其特征在于,求得另一个持续时间(cU_、Clca),其中所述另一个持续时间(dd.、dcl)以所述喷嘴针阀(14)的关闭时亥ij (U2 )结束；求得将触发持续时间(dac;tive)与另一个持续时间(屯.、I )关联起来的函数(f);借助所述函数(f)求得最小触发持续时间(dac:tive,min)，所述喷嘴针阀(14)在所述最小触发持续时间时仍然打开并且引起喷射；并且根据所述最小触发持续时间(dac;tive,min)求得所述喷嘴针阀(14)的打开延迟持续时间(d0l)。
2.按权利要求1所述的方法，其中所述另一个持续时间是所述喷嘴针阀(14)的关闭持续时间所述关闭持续时间在所述转换阀(12)的关闭时刻(UO)开始。
3.按权利要求1所述的方法，其中所述另一个持续时间是第一关闭延迟持续时间(dcl),所述第一关闭延迟持续时间在所述执行器(10)的触发的触发结束时刻(t7)开始。
4.按权利要求3所述的方法，其中为了求得所述喷嘴针阀(14)的打开延迟持续时间(七)，将所述最小触发持续时间(dac;tive, min)与第二关闭延迟持续时间((1。2)相加地关联,其中第二关闭延迟持续时间(Clci2)在所述执行器(10)的触发的触发结束时刻(t7)开始,并且在所述转换阀(12)的关闭时刻(tlO)结束。
5.按权利要求4所述的方法 ，其中根据所述最小触发持续时间(dac;tive,min)求得所述第二关闭延迟持续时间((1。2)。
6.按上述权利要求中任一项所述的方法,其中为了求得所述喷嘴针阀(14)的打开延迟持续时间(cU),将所述最小触发持续时间(dac;tive,min)与所述第二关闭延迟持续时间(cU)相加地关联。
7.按上述权利要求中任一项所述的方法，其中由所述触发持续时间(dac:tiVf；)和所述关闭持续时间(Cldcise)或者所述关闭延迟持续时间(D求得数值对(Mp Mx),并且优选借助线性回归由所得出的数值对(M1、Mx)求得所述函数(f )。
8.按....t述权利要求中任一项所述的方法，其中如此由所述函数(f)求得所述最小触发持续时间(dac:tira,min)，从而针对所述函数Cf)的函数值等于零得出所述最小触发持续时间(^active, min) °
9.按权利要求1至6中任一项所述的方法,其中^-方面由所述触发持续时间(dac;tiTC)和所述第二关闭延迟持续时间(42)的总和并且另一方面由所述关闭持续时间(CUise)或者所述第一关闭延迟持续时间(Cica)求得数值对(MpMx),并且其中优选借助线性回归由所述数值对(M^Mx)求得函数(f)。
10.按权利要求1至6或者9中任一项所述的方法,其中如此由所述函数(f)求得最小总和([dac;tiVf；+ djmin)，从而针对所述函数(f)的函数值等于零得出所述最小总和([dac;tiVf；+dc2] min) °
11.一种用于数字计算器的计算机程序，所述数字计算器适合于实施按上述权利要求中任一项所述的方法。
12.一种控制器，其用于内燃机、尤其是用于机动车的内燃机，所述控制器设有在其____I；:能够运行根据权利要求11所述的计算机程序的数字计算器、尤其是微处理器。
13.一种 存储介质，其用于内燃机、尤其是机动车的内燃机的根据权利要求12的控制器，根据权利要求11所述的计算机程序存储在所述存储介质上。
全文摘要
本发明涉及一种用于运行内燃机的燃料喷射装置的方法。其中所述燃料喷射装置具有用于将燃料配量到内燃机的燃烧室中的喷射器。所述喷射器具有执行器、转换阀和喷嘴针阀。在所述方法中，在触发持续时间(dactive)期间将电压或者电流输送给所述执行器。所述转换阀被执行器置于往复运动中。通过所述转换阀的往复运动借助所述喷嘴针阀打开和关闭所述喷射器。求得另一个持续时间(dclose，dc1)。其中所述另一个持续时间(dclose，dc1)以所述喷嘴针阀的关闭时刻结束。求得将触发持续时间(dactive)与另一个持续时间(dclose，dc1)关联起来的函数。借助所述函数求得最小触发持续时间，所述喷嘴针阀在所述最小触发持续时间时仍然打开并且引起喷射。根据所述最小触发持续时间(dactive，min)求得所述喷嘴针阀的打开延迟持续时间(do1)。
文档编号F02D41/20GK103237976SQ201180060324
公开日2013年8月7日 申请日期2011年11月23日 优先权日2010年12月15日
发明者N.罗德里居茨-阿马亚, S.鲁特哈特, W.施特克莱因, B.贝格赫内尔, M.拜尔, H.拉普 申请人:罗伯特·博世有限公司