CN107636283B - 用于获取用于燃料喷射量的校正值的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于获取用于内燃机（100）的燃料喷射器（130）的燃料配量的校正值的方法，在所述内燃机中，通过所述燃料喷射器（130）将燃料从高压存储器（120）喷射到燃烧室（105）中，其中，获取用于通过所述燃料喷射器（130）的静态流过率的代表性的数值，其方式为：在所述燃料喷射器（130）的至少一个喷射过程中，获取在所述高压存储器（120）中由于喷射过程出现的压差与所属的用于所述喷射过程的表征性的持续时间的比例，并且其中，借助所述代表性的数值与比较值的比较来获取所述校正值。

Description

用于获取用于燃料喷射量的校正值的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于获取用于内燃机的燃料喷射器的燃料配量的校正值的方法，在所述内燃机中，通过所述燃料喷射器将燃料从高压存储器喷射到燃烧室中。

背景技术

在机动车中，就有待遵守的有害物质的排放而言，有时候适用于非常严格的极限值。为了遵守当前的并且尤其是还有未来的排放极限值或废气极限值，尤其起决定作用的是在喷射时的精确的燃料配量。

然而在此需要考虑的是，在配量时出现不同的公差。这些配量公差一般而言来自依赖于样本的针动态和燃料喷射器的依赖于样本的静态流过率。针动态的影响例如能够通过机电一体化的方案、像例如所谓的受控阀操作（Controlled Valve Operation）得以减少。在受控阀操作中，燃料喷射器的操控时间在调节的意义上例如在机动车的使用寿命范围内得以调适。在此，在喷射期间检测操控信号，并且并行地从打开时刻和关闭时刻中获取阀针的打开持续时间。由此能够计算每个喷射器的实际的打开持续时间并且必要时进行再调节。在DE 10 2009 002 593 A1中描述了这样一种用于将阀的实际打开持续时间调节到目标打开持续时间的方法。

在静态流过率方面可能的误差由喷射孔几何结构和针行程的公差引起。这种误差迄今为止大多只能整体地、也就是就内燃机的所有燃料喷射器而言总体地例如在λ调节或者混合调适的基础上得以校正。然而由此不能识别出，内燃机的各个燃料喷射器是否在其静态流过率方面具有偏差（也就是在打开持续时间相同的情况下给出不同的量），这种偏差可能与废气或运转平稳有关。

由DE 10 2007 050 813 A1中例如已知一种用于内燃机的喷射器控制的废气量监控的方法，其中，借助高压存储器中的压降来监控由喷射器给出的燃料量。然而，借此无法详细地获取可能的偏差的起因及其校正。

因此值得期望的是，提供一种用于对在内燃机的燃料喷射器中的燃料配量进行更精确地监控和/或校正的可行方案。

发明内容

根据本发明，提出一种具有专利权利要求1的特征的方法。有利的设计方案是从属权利要求以及以下说明书的主题。

发明优点

根据本发明的方法用来获取用于内燃机的燃料喷射器的燃料配量的校正值，在所述内燃机中，通过燃料喷射器将燃料从高压存储器喷射到燃烧室中。在此，获取用于通过燃料喷射器的静态流过率（statische Durchflussrate）的代表性的数值，其方式为：在燃料喷射器的至少一个喷射过程中，获取在高压存储器中由于喷射过程出现的压差与所属的用于喷射过程的表征性的持续时间的比例。因此，用于通过燃料喷射器的静态流过率的代表性的数值是压力率。此外，然后借助所述代表性的数值与比较值的比较、例如通过商形成来获取所述校正值。

然后，校正值优选地被用于校正用于静态流过率的数值，其中，所述数值在获取用于喷射过程的表征性的目标持续时间或时间、例如目标打开持续时间或目标操控持续时间时使用。例如，目前的用于静态流过率的数值能够与校正值相乘。尤其是能够在机动车运行期间、尤其还定期地或者还在维护或其它检查期间实现这种校正。

本发明利用了以下规律：由燃料喷射器在喷射过程期间给出的燃料量或其体积量与高压存储器（所谓的共轨）中的所属的压差、也就是在喷射过程前后的压差成比例或者至少充分地成比例。如果现在此外还已知用于喷射过程的表征性的持续时间，就能够从这个压差与所属的持续时间的比例中获取一个数值，这个数值除了比例因子以外与通过燃料喷射器的静态流过率相对应。

通过考虑静态流过率、也就是在全行程中单位时间的喷射量，能够还要更精确地预先给定用于喷射所期望的喷射量的喷射持续时间。因为该方法能够针对内燃机的每个燃料喷射器来实施，因此能够校正在燃料配量时喷射器特定的偏差，所述喷射器特定的偏差在通过λ测量来整体地调适总喷射量时例如不能被检测到。相反地，在针动态（也就是打开时刻和关闭时刻）方面的偏差能够通过开头提及的机电一体化的方法来校正。因此针对两个影响燃料配量的因素、针动态和静态流过率分别提供了合适的和精确的方法。

优选地，从在燃料喷射器的多个喷射过程中获取的、压差与所属的持续时间的比例中获取所述代表性的数值。因为在压差和用于喷射的表征性的持续时间的单个测量的情况下，产生的精度受到限制，所以通过实施多个测量能够达到明显更精确的数值，所述多个测量以合适的方式相互关联。

有利的是，从在燃料喷射器的多个喷射过程中获取的、压差与所属的持续时间的比例的平均值中获取所述代表性的数值，因为平均值形成非常简单并且提供精确的数值。在此，所需要的测量数量大多依赖于高压存储器中的典型脉冲和用于高压存储器中的压力所使用的传感器的精度。

有利的是，借助所述代表性的数值与作为比较值的、内燃机的所有燃料喷射器的相应的代表性的数值的平均值的比例来获取所述校正值。于是，所述方法不依赖于可能的系统测量误差，所述系统测量误差例如由于传感器不精确或者缺少关于当前燃料特性、像例如温度或乙醇含量的信息。通过商形成使得这些影响因素消失。同样地，不必考虑比例因子。对此需要注明的是，所有燃料喷射器的代表性的数值以有利的方式分别以同样的方式获取。只要使用了或者能够使用足够多和足够精确的传感器、例如针对高压存储器中的压力、介质温度和乙醇含量，由此就也能够获取用于所述静态流过率的绝对的数值。借助这个绝对的数值与作为比较值的、所期望的数值的比例能够获取所述校正值。

有利的是，以如下方式调设内燃机的所有燃料喷射器的相应的校正值的平均值，使得废气中的所期望的燃料-氧气-比例不变。这个燃料-氧气-比例在此也被称为λ值。由此例如能够实现内燃机的尽可能最佳的废气值。

优选地，在获取用于燃料喷射器的喷射过程的表征性的持续时间时，考虑到实际打开持续时间（也就是所测量的在打开时刻与关闭时刻之间的持续时间）、目标打开持续时间（也就是理想的模型打开持续时间，也就是未测量的打开持续时间）、操控持续时间（也就是操控信号施加在阀上的持续时间）和/或关闭时间（也就是从操控持续时间结束直至打开持续时间结束的时间）。虽然实际打开持续时间是下述数值，通过所述数值最精确地描述了在喷射过程期间燃料流的持续时间，然而其它参量、必要时利用校正也能够对于确定喷射过程的相关持续时间来说是足够精确的，主要是这些参量部分地能够非常简单地获取。所提及的参量的两个或者更多个参量的组合还能够提供更加精确的数值。使用哪些参量在此例如能够依赖于现有的检测手段、如传感器或者操控电子装置中的数据。实际打开持续时间在此例如能够通过开头提及的受控阀操作来获取，在所述受控阀操作中甚至调节了喷射持续时间。

有利的是，在所述至少一个喷射过程期间，防止提高所述高压存储器中的压力的过程。属于此的尤其是防止或中断燃料通过高压泵再输送到高压存储器中。否则，有可能无法足够精确地检测到在高压存储器中由于喷射过程引起的压差或者得到错误的压差。相反地，同样引起压力损耗的可能的泄漏尤其是在相对地确定校正值时不重要，在相对地确定校正值时，燃料喷射器的代表性的数值相对于所有燃料喷射器的相应的代表性的数值的平均值形成比例。

根据本发明的计算单元、例如控制器、尤其是机动车的马达控制器尤其是在程序技术上被设置用于实施根据本发明的方法。

以软件的方式来应用所述方法也是有利的，因为这引起特别低的成本，尤其如果执行用的控制器还用于其它任务并且因此本来就存在。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、电存储器和光学存储器、如硬盘、闪存、EEPROM、DVD等等。通过计算机网络（因特网、内联网）来下载程序也是可能的。

由说明书和附图中得到本发明的另外的优点和设计方案。

附图说明

本发明借助实施例在附图中示意性地示出并且接下来参照附图来描述。其中：

图1示意性地示出了具有共轨系统的内燃机，所述内燃机适合用于实施根据本发明的方法；

图2用图表示出了在燃料喷射器中关于时间的流过体积量；

图3用图表示出了在喷射过程期间高压存储器中的压力变化曲线；并且

图4示意性地示出了用于获取用于燃料喷射器的操控时间的流程。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了内燃机100，所述内燃机适合用于实施根据本发明的方法。所述内燃机100示例性地包括三个燃烧室或所属的气缸105。为每个燃烧室105分配一个燃料喷射器130，所述燃料喷射器又分别连接到高压存储器120（所谓的共轨）上，通过高压存储器为所述燃料喷射器供给燃料。能够理解的是，根据本发明的方法也能够在具有任意其它数量的气缸、例如四个、六个、八个或者十二个气缸的内燃机中实施。

此外，通过高压泵110为所述高压存储器供应来自燃料储箱140的燃料。所述高压泵110与内燃机100耦联，更确切地说例如以如下方式耦联，使得高压泵通过内燃机的曲轴或者通过又与曲轴耦联的凸轮轴来驱动。

操控燃料喷射器130将燃料配量到相应的燃烧室105中是通过构造成马达控制器180的计算单元来实现。为了概览起见，仅仅示出了从马达控制器180到一个燃料喷射器130的连接，然而能够理解的是，每个燃料喷射器130都相应地连接到马达控制器上。每个燃料喷射器130在此能够专门被操控。此外，马达控制器130被设置用于通过压力传感器190来检测高压存储器120中的燃料压力。

在图2中用图表示出了在长时间持续操控燃料喷射器时关于时间t的通过燃料喷射器积累的流过体积量V。在这里，在时刻t_p开始操控时间并且在时刻t₁阀针开始提升。于是在时刻t₁，燃料喷射器的打开持续时间也开始。在这里能够看出，积累的流过体积量V或者穿流燃料喷射器的燃料量在短暂的持续时间以后在阀针提升期间在宽的范围内恒定地上升。在这个范围中阀针处于所谓的全行程，也就是说，阀针完全地提升或者提升至目标高度。

在这个时间期间，每个时间单位有恒定的燃料量穿流燃料喷射器的阀开口，也就是说静态流过率Q_stat是恒定的，所述静态流过率给出积累的流过体积量V的斜率。静态流过率的大小在这里是一个重要的因素，如开头已经提到的那样，所述因素决定了在喷射过程期间总共喷射的燃料量。因此，静态流过率中的偏差或者公差对每个喷射过程所喷射的燃料量有影响。

在时刻t₃操控时间结束并且关闭时间开始。在这里，阀针开始下降。当阀针又完全关闭阀时，关闭时间和打开持续时间在时刻t₄结束。

在图3中用图表示出了在喷射过程期间关于时间t的高压存储器中的压力变化曲线p。在这里能够看出，在不考虑由于通过喷射造成的泵输送和燃料提取引起的一定的波动的情况下，高压存储器中的压力p基本上恒定。在持续了一定的持续时间△t的喷射过程期间，高压存储器中的压力p下降了数值△p。

还是在不考虑一定的波动的情况下，紧接着所述压力p保持在较低的水平，直到由于通过高压泵引起的再输送使得压力p再次上升到起始水平。

在喷射过程期间检测和评估这些压力下降在此是利用通常本来已经存在的组件来实现，像例如压力传感器190和马达控制器180包括相应的输入电路。因此不需要额外的组件。

这种评估针对每个燃烧室105各自实现，并且由此喷射器各自地实现。由此降低了燃烧室之间的配量分散，并且能够例如在车间中（通过测试器）更好地辨别例如焦化的或者有问题的喷射器。

如已经提及的那样，通过燃料喷射器的静态流过率Q_stat通过单位时间喷射的燃料量或其体积量来表征。在被泵压到系统压力的高压存储器或者共轨中，喷射的体积量与共轨中的压力下降成比例。所属的持续时间在此对应于燃料喷射器的打开持续时间，如开头提及的那样，所述打开持续时间例如能够机电一体化地通过所谓的受控阀操作来确定。

通过压降或压差△p与打开持续时间或喷射持续时间△t之间的商形成，得到压力率作为用于静态流过率Q_stat的代替值或代表性的数值△p/△t，也就是说对于测量过程i来说适用于

。通过高压泵引起的再输送在这里不应该落入相关的时间窗口中。因此必要时要抑制再输送。

因为利用系统中可提供的组件通常只能以一定的精度确定用于Q_stat的这个代替值，所以用于精细化的合适的方法是有意义的。这例如能够通过平均值形成或者其它的数学方法借助合适的软件应用得以实现。确定误差在平均值形成的情况下随着单个测量的数量提高而降低。于是例如对于n个测量过程来说得到

。

为了达到必要的精度，在这种情况下需要测量的最小数量。如果达到了测量的必要的数量，那么就存在用于静态流过率Q_stat的有说服力的代替参量。

以这种方式能够为所有的喷射器形成相应的代替参量或代表性的数值。此外，喷射器各自的校正以有利的方式相对地实现，也就是说喷射器各自的代替参量相对于作为比较值的、所有燃料喷射器的相应的代替参量的平均值形成比例。通过这种相对方案，使得所述方法不依赖于例如压力传感器的绝对误差或者燃料温度。以这种方式例如以

的形式得到校正值，其中

，其中Z为气缸数量或喷射器数量。在这里还能够看出，在商形成时省去了可能的比例因子或者系统测量误差。

静态流过率

的整体的平均值偏差、也就是内燃机的所有燃料喷射器的静态流过率的平均值的偏差不能通过这种相对方案得以校正，并且如在没有校正各个燃料喷射器的静态流过率的情况下也有可能的是，比如通过所谓的λ调节或者λ调适得到补偿。

所述校正值现在例如被用来校正作为用于所述喷射过程的表征性的目标持续时间的操控持续时间，其方式为：将在获取操控持续时间时所使用的、用于静态流过率的数值与校正值相乘。这例如以因子的形式实现，这个因子在从目标燃料量到操控持续时间的计算链中为每个燃料喷射器分配了自身的换算因子，也就是说针对相应的静态流过率形成喷射器各自的数值。

当通过基础的方法、像例如受控阀操作来最小化或者至少减少针动态的影响并且由此在喷射的燃料体积量与可测量的时间（打开持续时间）之间存在几乎线性的关系时，所描述的对静态流过率的校正提供了特别精确的结果。于是，这两个最大的配量误差、也就是针动态中的和静态流过率中的误差能够分别利用特别的方法以物理的方式准确地得到补偿。

通过组合这两种方法能够提供所有燃料喷射器的配量精度的尽可能最佳的同等性。在具有足够精确的压力检测、温度检测和介质检测的系统中，也能够进行绝对的观察，这种观察不需要如已经提及的那样通过测量燃料-氧气-比例、例如借助λ调节进行校正。

在图4中示意性地示出了借助用于静态流过率Q_stat的数值用于获取用于燃料喷射器的操控时间△t''的流程。在按照比例定律的简单的设计方案中，从目标喷射量△V_目标和必要时利用所获取的校正值校正的、用于静态流过率Q_stat的数值中获取用于燃料喷射器的目标打开持续时间△t'。从目标打开持续时间△t'和高压存储器中的压力p中，现在优选在使用特性曲线族的情况下，获取操控时间△t''，然后以所述操控时间来操控所述燃料喷射器。

Claims (8)

1.用于获取用于内燃机（100）的燃料喷射器（130）的燃料配量的校正值的方法，在所述内燃机中，通过所述燃料喷射器（130）将燃料从高压存储器（120）喷射到燃烧室（105）中，

其中，获取用于通过所述燃料喷射器（130）的静态流过率（Q_stat）的代表性的数值，其方式为：在所述燃料喷射器（130）的至少一个喷射过程中，获取在所述高压存储器（120）中由于喷射过程出现的压差（△p）与所属的用于所述喷射过程的表征性的持续时间（△t）的比例，并且

其中，借助所述代表性的数值与比较值的比较来获取所述校正值，

其中，借助所述代表性的数值与所述内燃机（100）的所有燃料喷射器（130）的相应的代表性的数值的平均值的比例来获取所述校正值，

并且其中，所述校正值用于校正在获取用于所述喷射过程的表征性的目标持续时间时所使用的、用于所述静态流过率的数值。

2.按照权利要求1所述的方法，其中，从在所述燃料喷射器（130）的多个喷射过程中获取的、压差（△p）与所属的持续时间（△t）的比例中获取所述代表性的数值。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其中，从在所述燃料喷射器（130）的多个喷射过程中获取的、压差（△p）与所属的持续时间（△t）的比例的平均值中获取所述代表性的数值。

4.按照权利要求1所述的方法，其中，调设所述内燃机（100）的所有燃料喷射器（130）的相应的校正值的平均值，以使得废气中的所期望的燃料-氧气-比例不变。

5.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在获取用于所述燃料喷射器（130）的喷射过程的表征性的持续时间（△t）时，考虑到所述燃料喷射器（130）的实际打开持续时间、目标打开持续时间、操控时间和/或关闭时间。

6.按照权利要求1或2所述的方法，其中，在所述至少一个喷射过程期间，防止提高所述高压存储器（120）中的压力（p）的过程。

7.计算单元（180），所述计算单元被设置用于实施按照以上权利要求中任一项所述的方法。

8.机器可读的存储介质，所述机器可读的存储介质具有存储在其上的计算机程序，当所述计算机程序在计算单元（180）上执行时，所述计算机程序促使所述计算单元（180）实施按照权利要求1至6中任一项所述的方法。

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