專利名稱：用于直接噴油的汽油機(jī)的高壓泵的兩點(diǎn)調(diào)節(jié)的制作方法
用于直接噴油的汽油機(jī)的高壓泵的兩點(diǎn)調(diào)節(jié)
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種具有一個(gè)活塞泵作為高壓泵的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行方 法，所述高壓泵由內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，其中，燃料由高壓泵從一 個(gè)低壓區(qū)域輸送到高壓側(cè)，并且由高壓泵輸送的燃料量通過一個(gè)油量控 制閥調(diào)節(jié)。
在直接噴油的汽油機(jī)(BDE = Benzin-Direkt-Einspritzung-汽 油直4妻噴射)中，為了將壓力以預(yù)供油泵(EKP = elektrische kraftstoffpumpe-電燃料泵)的預(yù)壓力提高到直接噴油所需的壓力(50 至200巴)采用的是單缸高壓泵。這些單缸泵是按照發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料需求 以凸輪軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一次2、 3或者4個(gè)泵行程運(yùn)行。其傳動(dòng)通常是通過凸 輪軸上的一個(gè)凸輪完成的。在正常運(yùn)行中利用每一個(gè)泵行程，在這種情 況中所需的燃料量例如通過一個(gè)油量控制閥調(diào)節(jié)。也就是說在空運(yùn)行和 部分負(fù)載運(yùn)行時(shí)每個(gè)輸行程只輸送可能油量的 一部分。
EP- 1327766 -A2谷開了一種方法，使用此方法在小輸油量時(shí)只利 用供油行程的一部分。在很小供油時(shí)激發(fā)是一種更好的調(diào)節(jié)。在該方法 中，針對(duì)凸輪軸的轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)節(jié)出利用和不利用的供油沖程的一個(gè)固定的模 式，例如在四個(gè)供油沖程中只利用兩個(gè)。
現(xiàn)有技術(shù)的問題
在供油時(shí)高壓泵產(chǎn)生固體聲振動(dòng)。這種固體聲振動(dòng)導(dǎo)致空氣聲音， 并且使人感到一種聲音的壓力。這種方法應(yīng)該減少HDP的聲音輻射或者 改變它，即它不使人感到煩擾。

發(fā)明內(nèi)容
這個(gè)問題通過一種用于具有一個(gè)活塞泵作為高壓泵的內(nèi)燃機(jī)的運(yùn) 行方法得以解決。該高壓泵由內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)，其中，由高壓 泵將燃料從一個(gè)低壓區(qū)域輸送到一個(gè)高壓側(cè)，并且由高壓泵所輸送的燃 料通過一個(gè)油量控制閥調(diào)節(jié)，其中，在兩點(diǎn)運(yùn)行時(shí)高壓泵交替地以用于 單個(gè)的或者連續(xù)的活塞沖程的滿負(fù)載供油運(yùn)行和以用于單個(gè)的或者連 續(xù)的活塞沖程的空供油運(yùn)行，并且在低于壓力下限時(shí)啟動(dòng)滿負(fù)載供油， 直到達(dá)到壓力上限。
在此應(yīng)如此地理解滿負(fù)載供油，即高壓泵輸送最大油量，也就是說 在整個(gè)活塞沖程期間油量控制閥保持關(guān)閉。空供油則理解為完全相反的 情況，在整個(gè)活塞沖程期間高壓泵不輸送燃料，也就是說油量控制閥持 續(xù)地打開。部分供油理解為空供油和滿負(fù)載供油之間的供應(yīng)量。在此， 在活塞泵的活塞沖程期間油量控制閥暫時(shí)打開，這樣，可以達(dá)到零和最 大供油量之間的供油量。壓力上限以及壓力下限與在總導(dǎo)管中為了保證 噴油所需的壓力。兩者可以是相同的，并且可以和高壓側(cè)的額定壓力相 對(duì)應(yīng)，或者只和額定壓力向上或者向下稍有差別。
本方法的 一個(gè)基本觀點(diǎn)是將高壓泵的輸油頻率限制到 一個(gè)絕對(duì)必 要的程度。這可辦到，其辦法是在空運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)換到兩點(diǎn)調(diào)節(jié)，并且以最 大的輸油量轉(zhuǎn)換每個(gè)啟動(dòng)的輸油。在這種情況中附加地出現(xiàn)了這樣一種 效果，即高壓泵的滿負(fù)載的輸油比部分輸油時(shí)聲音要小。這兩種效果的 貢獻(xiàn)是在本致動(dòng)方法中的聲音輻射要比現(xiàn)在所使用的方法明顯低得 多。
優(yōu)選地當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到低于最小轉(zhuǎn)速和/或噴油量降到低于最小 油量時(shí)啟動(dòng)兩點(diǎn)運(yùn)行。低于最小轉(zhuǎn)速例如可能是達(dá)到空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速。在本方 法的一個(gè)方案中還規(guī)定，在空轉(zhuǎn)之外時(shí)高壓泵以部分供油運(yùn)行。
在此，空轉(zhuǎn)一方面通過內(nèi)燃機(jī)的典型的轉(zhuǎn)速范圍確定，另一方面是 通過在行駛中司機(jī)對(duì)轉(zhuǎn)速的要求而定，例如當(dāng)汽車的油門踏板進(jìn)入空轉(zhuǎn) 位置時(shí)。操作者的另 一些使空轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速要求信號(hào)化的要求例如是在自動(dòng) 變速器或者自動(dòng)化的變速器中變速桿已處于停車位置時(shí)的情況。
在本方法的另 一方案中規(guī)定，當(dāng)達(dá)到壓力上限后將高壓泵轉(zhuǎn)換到空 供油，直到重新達(dá)到低于壓力下限。當(dāng)油量控制閥關(guān)閉時(shí)高壓泵按滿負(fù) 載供油運(yùn)行方式運(yùn)行，并且當(dāng)油量控制閥暫時(shí)或者持續(xù)地打開時(shí)以部分 供油運(yùn)行方式運(yùn)行?？刂崎y一直保持是打開的直到下壓力閾，并且當(dāng)達(dá) 到下壓力閾時(shí)關(guān)閉油量控制閥，直到達(dá)到上壓力閾。
在本方法的另一方案中規(guī)定，當(dāng)達(dá)到上壓力閾時(shí)打開油量控制閥。
本文開頭所述問題也通過一個(gè)具有一個(gè)作為高壓泵的活塞泵的內(nèi) 燃機(jī)得以解決。該高壓泵由內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)輸出軸驅(qū)動(dòng)，其中，燃料由燃 料泵從一個(gè)低壓區(qū)域輸送到 一個(gè)高壓側(cè)，并且由燃料泵輸送到總導(dǎo)管的 燃料的量由一個(gè)油量控制閥調(diào)節(jié)，其特征在于，在空轉(zhuǎn)時(shí)高壓泵可以滿 負(fù)載供油以及以空供油運(yùn)4亍。
本文開頭所述問題也通過一個(gè)用于內(nèi)燃機(jī)的控制器得以解決，其特 征在于，這個(gè)內(nèi)燃機(jī)可執(zhí)行按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的一種方 法。
本文開頭所述的問題也通過一個(gè)用于內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)可編程控制器 的軟件得以解決，其特征在于，該內(nèi)燃機(jī)可執(zhí)行按照前述權(quán)利要求的任 一項(xiàng)所述的一種方法。


下面借助附圖對(duì)本發(fā)明的 一 個(gè)實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的說明。這些附圖
是
圖1:具有一個(gè)燃料泵和油量控制閥的內(nèi)燃機(jī)的原理圖。 圖2:在吸氣沖程時(shí)圖1的燃料泵和油量控制閥的詳圖。 圖3:在供油沖程開始時(shí)的類似圖2的圖。 圖4:供油沖程接近結(jié)束時(shí)的類似圖2的圖。 圖5:本方法的時(shí)間流程圖。
按照?qǐng)D1的內(nèi)燃機(jī)10—這種內(nèi)燃機(jī)特別是可以是一種直接噴油的 汽油機(jī)一包括一個(gè)燃料箱12， 一個(gè)電驅(qū)動(dòng)的預(yù)輸油泵通過一個(gè)低壓導(dǎo)管 16將燃料從該燃料箱12輸送到一個(gè)高壓泵18。通過一個(gè)高壓導(dǎo)管20 燃料繼續(xù)到達(dá)一個(gè)總導(dǎo)管22 (也叫做Co腿on-Rail)。燃料以高壓存 儲(chǔ)在這個(gè)總導(dǎo)管中。多個(gè)將燃料直接噴射到燃燒室26中的噴射裝置24 和這個(gè)總導(dǎo)管22連接。通過燃料在燃燒室26中的燃燒使曲軸28產(chǎn)生 轉(zhuǎn)動(dòng)。通過在圖1中簡(jiǎn)圖所示的機(jī)械的聯(lián)接器30高壓泵18被作為驅(qū)動(dòng) 軸的曲軸28驅(qū)動(dòng)。該高壓泵18為一個(gè)單缸活塞泵。在該活塞泵中，活 塞34被一個(gè)設(shè)置在軸33上的傳動(dòng)凸輪32驅(qū)動(dòng)作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。該活塞34 在一個(gè)殼體36中被導(dǎo)向。它限制一個(gè)輸送腔室38。通過一個(gè)進(jìn)入閥40 輸送室38可和一個(gè)低壓燃料導(dǎo)管16連接。進(jìn)入閥40設(shè)計(jì)為彈簧加載 的止回閥。通過出口閥42輸送室38可和高壓導(dǎo)管20連接。出口閥42 也是一種彈簧加載的止回閥。此外，輸送腔室38也可通過油量控制閥 44和低壓導(dǎo)管16連接。油量控制閥44是一種2/2換擋閥。它被一個(gè)彈 簧46加載到一個(gè)打開的靜止位置。它被一個(gè)電磁操作裝置48置入到一 個(gè)關(guān)閉的位置。這個(gè)電磁操作裝置包括一個(gè)與閥門元件50相連接的磁 銜鐵52。該磁銜鐵被一個(gè)磁線圈54包圍。磁線圈54由一個(gè)控制裝置56 的一個(gè)未示出的末端級(jí)通入電流?？刂蒲b置56從一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器58獲
得信號(hào)。該轉(zhuǎn)速傳感器檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)10的曲軸23的轉(zhuǎn)速。此外，控制裝 置56在進(jìn)入側(cè)和一個(gè)壓力傳感器60連接。該壓力傳感器檢測(cè)在總導(dǎo)管 22中存在的壓力，并且將相應(yīng)的信號(hào)傳輸給控制裝置56?，F(xiàn)在參考圖2 至4對(duì)由高壓泵18輸送的燃料量的調(diào)節(jié)原理加以說明。在圖2中所示 的抽吸沖程中活塞34向下運(yùn)動(dòng)，這樣，燃料通過進(jìn)入閥40流入輸送室 38。在達(dá)到下死點(diǎn)后活塞34又向上運(yùn)動(dòng)(圖3)。在活塞34的抽吸沖 程期間給油量控制閥44的電》茲線圏54通以電流，這樣，至遲隨著活塞 34到達(dá)下死點(diǎn)這個(gè)油量控制閥關(guān)閉。進(jìn)入閥40也關(guān)閉。當(dāng)活塞34在作 輸油沖程時(shí)超過輸送室38中的出口閥42的打開壓力，于是打開該出口 閥。這樣才能將燃料壓入到總導(dǎo)管22中。若在活塞34的輸油沖程期間 應(yīng)該結(jié)束往總導(dǎo)管22中輸送燃料，則結(jié)束給油量控制閥44的電磁線圏 54提供電流，這樣，這個(gè)油量控制閥又重新接通到它的打開的靜止位 置。在圖4中示出了這一點(diǎn)。這樣，燃料可從輸送室38通過打開的油 量控制閥44流入到低壓導(dǎo)管16中。出口閥42也相應(yīng)地關(guān)閉。在活塞 34的輸油沖程期間可輸送的最大燃料量基本上與曲軸28的轉(zhuǎn)速無關(guān)， 并且與輸油沖程的與此有關(guān)的時(shí)間段無關(guān)。在每個(gè)c i - ten輸油沖程期 間輸送室38可通過油量控制閥44與低壓導(dǎo)管16分開一段確定的時(shí)間。
在空轉(zhuǎn)以外運(yùn)行時(shí)對(duì)油量控制閥44進(jìn)行如此的控制，即利用泵的 每個(gè)輸油沖程。對(duì)油量的調(diào)節(jié)是通過如前面所述的通過暫時(shí)地打開油量 控制閥44利用部分沖程完成的。在空轉(zhuǎn)時(shí)則相反地轉(zhuǎn)換到具有滿負(fù)載 供油的兩點(diǎn)調(diào)節(jié)。其意思是，只有當(dāng)在高壓側(cè)低于壓力閾時(shí)才啟動(dòng)輸油 和因此對(duì)油量控制閥44進(jìn)行致動(dòng)。在這種運(yùn)行狀態(tài)供油總是作為滿負(fù) 載供油進(jìn)行，這樣，在高壓系統(tǒng)中的壓力提高一個(gè)比較大的數(shù)量。通過 隨后的噴油，壓力又不斷地降低。因?yàn)樵诳辙D(zhuǎn)時(shí)噴油量很小，所以直到 低于起動(dòng)下一次供油的低壓閾的持續(xù)時(shí)間比較長(zhǎng)。
圖5示出本方法的時(shí)間曲線。示出了總導(dǎo)管22中的壓力pHd-這是 在高壓軌(Hochdruck rail)中的壓力-與時(shí)間t的關(guān)系圖。壓力曲線 在隨意選擇的時(shí)間點(diǎn)tO和隨意選擇的時(shí)間點(diǎn)t4之間。在時(shí)間點(diǎn)t0時(shí) 壓力pHd在一個(gè)下壓力閾pU的數(shù)值上。在這一時(shí)間點(diǎn)油量控制閥44關(guān) 閉，這樣，高壓泵在整個(gè)活塞沖程中輸油，并且以一種在下面叫做滿負(fù) 載供油的運(yùn)行方式運(yùn)行。油量控制閥44保持關(guān)閉，直到達(dá)到一個(gè)上壓 力閾p0，這是時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)的情況。在時(shí)間點(diǎn)tl時(shí)油量控制閥44完全
打開，這樣，高壓泵18不再給高壓側(cè)輸送燃料。在下面這種運(yùn)行方式 叫做空供油。通過噴油裝置24繼續(xù)進(jìn)行(absetzen)噴油，隨著每次 噴油總導(dǎo)管22 (高壓軌)中的壓力pHd降低。為了簡(jiǎn)化起見這在圖5中 作為連續(xù)的線表示。實(shí)際上這并非是連續(xù)的，而是在時(shí)間上或多或少是 階梯式的。在時(shí)間點(diǎn)t2又達(dá)到下壓力閾pU，這樣，通過關(guān)閉油量控制 閥44高壓泵18又轉(zhuǎn)換到滿負(fù)載供油模式。隨著在時(shí)間點(diǎn)t3達(dá)到上壓 力閾p0高壓泵18又重新轉(zhuǎn)換到空供油，這樣，壓力pHd又下降。在時(shí) 間間隔t0至tl或者t2至t3按照高壓泵18的最大輸油量作一次或者 多次活塞沖程?？展┯偷某掷m(xù)時(shí)間，也就是例如在時(shí)間點(diǎn)tl和t2之間， 主要和總導(dǎo)管22中的存儲(chǔ)能力和當(dāng)時(shí)的噴射的量有關(guān)。借助在圖5中 所示的運(yùn)行模式僅是在內(nèi)燃機(jī)的空轉(zhuǎn)時(shí)選擇的。在空轉(zhuǎn)之外高壓泵18 的運(yùn)行是按部分供油的運(yùn)行方式完成的。在這種運(yùn)行方式中在燃料泵18 的每個(gè)活塞沖程時(shí)都將燃料輸送到高壓側(cè)。燃料量用油量控制閥44進(jìn) 行調(diào)節(jié)，其辦法是當(dāng)燃料泵18的活塞沖程中若有必要(例如局部負(fù)載) 這個(gè)油量控制閥暫時(shí)打開。在圖5中附加地標(biāo)上了一個(gè)額定壓力PSO。 在相應(yīng)的運(yùn)行區(qū)域該額定壓力應(yīng)作為軌壓力(Raidruck)(在高壓側(cè)) 調(diào)節(jié)。下壓力閾pU和上壓力閾pO都位于額定壓力的附近。例如發(fā)動(dòng)機(jī) 轉(zhuǎn)速降低到低于最小轉(zhuǎn)速(例如達(dá)到空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速)，或者噴油量降低到低 于最小量可以選擇為前述的兩點(diǎn)調(diào)節(jié)的啟動(dòng)條件。在此，進(jìn)氣量(入) 調(diào)節(jié)應(yīng)是啟動(dòng)的，發(fā)動(dòng)機(jī)溫度應(yīng)位于允許的區(qū)間(正常溫度)之內(nèi)，并 且發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)足夠長(zhǎng)時(shí)間，這樣進(jìn)入起動(dòng)。
權(quán)利要求
1.具有作為高壓泵(18)的活塞泵的內(nèi)燃機(jī)(10)的運(yùn)行方法，該高壓泵由內(nèi)燃機(jī)(10)的驅(qū)動(dòng)軸(28)驅(qū)動(dòng)，其中，燃料由高壓泵(18)從低壓區(qū)域(16)輸送到高壓側(cè)(38)，并且由高壓泵(18)所輸送的燃料量由油量控制閥(44)調(diào)節(jié)，其特征在于，高壓泵(18)以兩點(diǎn)運(yùn)行交替地以用于單個(gè)的或者連續(xù)的活塞沖程的滿負(fù)載供油和以用于單個(gè)的或者連續(xù)的活塞沖程的空轉(zhuǎn)供油運(yùn)行，并且當(dāng)?shù)陀趬毫ο孪迺r(shí)啟動(dòng)滿負(fù)載供油，直到達(dá)到壓力上限。
2. 按照前述權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速降到低 于最小轉(zhuǎn)速和/或噴油量降到低于最小油量時(shí)啟動(dòng)兩點(diǎn)運(yùn)行。
3. 按照前述權(quán)利要求所述的方法，其特征在于，當(dāng)在最小轉(zhuǎn)速以 上時(shí)高壓泵(18)以部分供油運(yùn)行。
4. 按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，達(dá)到 壓力上限以后高壓泵(18)轉(zhuǎn)換到空轉(zhuǎn)供油，直到重新低于壓力下限。
5. 按照前述權(quán)利要求的任一面所述的方法，其特征在于，當(dāng)油量 控限閥(44)關(guān)閉時(shí)高壓泵(18)按滿負(fù)載供油運(yùn)行方式運(yùn)行，當(dāng)油量 控制閥(44)暫時(shí)或者持久地打開時(shí)高壓泵以部分供油的運(yùn)行方式運(yùn) 行。
6. 按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，保持打 開直到下壓力閾油量控制閥(44),并且當(dāng)達(dá)到下壓力閾時(shí)關(guān)閉油量控 制閥(44),直到達(dá)到上壓力閾。
7. 按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在達(dá)到 上壓力閾時(shí)打開油量控制閥(44)。
8. 具有作為高壓泵(18)的活塞泵的內(nèi)燃機(jī)(10),該高壓泵 由內(nèi)燃機(jī)(10)的輸出軸(28)驅(qū)動(dòng)，其中，燃料由燃料泵(18)從 低壓區(qū)域(16)輸送到高壓側(cè)(38),并且由燃料泵(18)輸送到總 導(dǎo)管(22)中的燃料量由油量控制閥(44)調(diào)節(jié)，其特征在于，在空 轉(zhuǎn)時(shí)高壓泵(18)可以滿負(fù)載供油以及以空轉(zhuǎn)供油運(yùn)行。
9. 用于內(nèi)燃機(jī)的控制器，其特征在于，其可以執(zhí)行按照前述權(quán)利 要求的任一項(xiàng)所述的方法。
10. 用于內(nèi)燃機(jī)的可編程控制器的軟件，其特征在于，該軟件可執(zhí) 行按照前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的方法。
全文摘要
在具有一個(gè)作為高壓泵(18)的活塞泵的內(nèi)燃機(jī)(10)的運(yùn)行方法中，其中，所述高壓泵由內(nèi)燃機(jī)(10)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(28)驅(qū)動(dòng)，其中，燃料由高壓泵(18)從一個(gè)低壓區(qū)域(16)輸送到一個(gè)高壓側(cè)(38)，并且由高壓泵(18)所輸送的燃料量通過一個(gè)油量控制閥(44)進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過下述方法減少高壓泵的聲音輻射，即在兩點(diǎn)運(yùn)行時(shí)高壓泵(18)交替地以用于單個(gè)的或者連續(xù)的活塞沖程的滿負(fù)載供油和以用于單個(gè)的或者連續(xù)的活塞沖程的空供油運(yùn)行，并且在低于壓力下限時(shí)啟動(dòng)滿負(fù)載供油，直到達(dá)到壓力上限。
文檔編號(hào)F02M59/10GK101175916SQ200680010210
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者C·克勒, R·施內(nèi)爾, T·霍爾曼, Y·拉米蘭 申請(qǐng)人:羅伯特·博世有限公司