專利名稱：內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室中燃料噴射計量的控制方法和裝置的制作方法
內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室中燃料噴射計量的控制方法和裝置
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種控制方法和一種控制裝置，用于控制內(nèi)燃機(jī)的至少 一個燃燒室中的燃料計量。
一般地說，為此目的要參照至少一個運行特征值例如所噴入的燃料 量，為執(zhí)行元件給出一個觸發(fā)信號，該信號決定著噴入至少一個燃燒室
中的燃料量。這種裝置及這種方法例如已在DE 19712143中公開。
作為觸發(fā)信號，通常是給出一個觸發(fā)持續(xù)時間或一個觸發(fā)角。另外， 替換于這些參量也可以給定任何其它的能確定所噴入燃料量的參量。作 為觸發(fā)信號，可使用任一個表征所噴入的燃料量的信號。
一般情況下，執(zhí)行元件的觸發(fā)時間只根據(jù)所要求的燃料量和燃料壓 力而存放在一個觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線中。 一般在發(fā)動機(jī)檢測臺上 對于每個工作沖程的噴射，求得共軌系統(tǒng)的噴射器的觸發(fā)持續(xù)時間組合 特性曲線。于此，在相關(guān)氣缸的上止點的范圍內(nèi)，噴射起始點，依負(fù)荷 之不同而略有變化。在進(jìn)行這種噴射時，由于燃燒室壓力之故而不會出
現(xiàn)燃料量偏差，這是因為在同樣的燃燒室壓力條件下已求得了相應(yīng)的觸 發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線。在遠(yuǎn)在上止點之前或上止點之后或在遠(yuǎn)在燃 燒之后進(jìn)行噴射的情況下，燃燒室壓力與求得觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲 線時的燃燒室壓力有很大差別。在進(jìn)行噴射時，這會導(dǎo)致產(chǎn)生量誤差。 這種誤差尤其在提前噴射和/或延后噴射時出現(xiàn)。
這一 情況意味著與按哪個時間點或按曲軸的哪個角位進(jìn)行上述提 前噴射和/或延后噴射有關(guān)，出現(xiàn)大的量誤差。不同的功能作用到這種提 前噴射及延后噴射。在這些情況下，量誤差便是個麻煩的問題，因為這 只能控制，而且不能調(diào)節(jié)地作用。這些功能例如是一種壓力波動補償或 一種零量校準(zhǔn)。根據(jù)本發(fā)明業(yè)已認(rèn)定這種量誤差的基礎(chǔ)在于噴射量 取決于噴射時存在的燃燒室壓力。提前噴射和/或延后噴射時的燃燒室壓 力與主噴射時存在的燃燒室壓力有很明顯的差別。
特別在液壓控制的噴射系統(tǒng)上，例如在配有電觸發(fā)裝置和控制室的 共軌噴射器上，閥針打開特性與對噴嘴閥針的力平衡有關(guān)。這種力平衡 基本上由控制室中的壓力和燃燒室壓力加以決定。這種力平衡還經(jīng)過在
3關(guān)閉噴射器時存在于噴嘴閥針上的氣缸壓力影響。這種影響的比較典 型，即一個高的氣缸反壓力支持著噴嘴的打開特性，這就是說，噴射在 相同的電觸發(fā)條件下在一個時間上較早的時間點開始。另一方面，噴射 速率與反壓力有關(guān)，就是說，在高的反壓力條件下，最大噴射速率減小， 因為蓄壓管壓力和反壓力之間的壓差變得較小之故。
由于考慮到了氣缸壓力，所以可提高計量精確度。這還有一個優(yōu)點， 就是量校正功能其具有作為輸入量的噴入量可在正確的運行點上工作。
由于從一個表征著氣缸壓力的氣缸壓力參量出發(fā)，求得了 一個校正 值以用于觸發(fā)參量的校正，所以可獲得一個顯著改進(jìn)的燃料計量。從而 可平衡這樣一些效應(yīng)，這些效應(yīng)的基于噴射器或泵-噴嘴單元在改變的 燃燒室壓力的條件下表現(xiàn)出一種改變的開啟特性。這種改變的開啟特性
導(dǎo)致一種改變的噴射量，并可能導(dǎo)致一種改變的噴射起始。其基于壓 力影響著噴射器的開啟。視噴射器的結(jié)構(gòu)之不同， 一個增高了的燃燒室 壓力可以導(dǎo)致較容易的開啟，即導(dǎo)致較高的燃料量或?qū)е螺^難的開啟， 從而導(dǎo)致較少的燃料量。此外，還會出現(xiàn)這樣的效應(yīng)在增高的燃燒室 壓力情況下，噴射速率就會因為燃料壓力和燃燒室壓力之間的壓差減小 而減小。
特別有利的是校正值可根據(jù)氣缸壓力參量并附帶地根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的 運行點或噴射器的運行點求得。
這一點可通過下述措施予以實現(xiàn)觸發(fā)特性曲線的輸出信號根據(jù)觸 發(fā)特征曲線的輸入?yún)⒘亢蜌飧讐毫τ枰孕Ｕ?br> 特別有利的做法是使用一個表征燃料壓力的參量(P)作為運行 特征值。特別在公軌-系統(tǒng)的情況下有這個參量供使用。此外，燃料壓力 或蓄壓管壓力對執(zhí)行元件的特性具有很大的影響。
能夠大大影響執(zhí)行元件的特性的另一個參量是所噴入的燃料量。這 個參量也存在于控制內(nèi)燃機(jī)的控制裝置中。可以使用控制裝置中存在的 不同信號作為表征待噴入的燃料量的參量(QK)。
為了檢測氣缸壓力參量(PZ)最好使用一個傳感器。傳感器也可用 來求得其它參量，然后將這些參量用于內(nèi)燃機(jī)的控制。按照一種成本合 算的替代解決方案，可做如下設(shè)定該參量從其它運行特性參量求出即 計算出，或者從綜合特性曲線中讀出。


圖1中示出用于控制內(nèi)燃機(jī)用的方法和裝置的主要元素。圖2中詳
細(xì)示出用于觸發(fā)參量的校正值的求得。 具體實施形式
圖1表示本發(fā)明提出的一個示意框圖。 一個執(zhí)行元件以100表示。 該扭^于元件以一個觸發(fā)信號A加載。觸發(fā)信號A是在連接點105通過一 條觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線110的輸出信號AD和一個校正值K的連 接而形成的。第一傳感器115的輸出信號P和一個量給定裝置120的輸 出信號QK被送給該觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線110。第二傳感器122 的輸出信號FP和第三傳感器124的一個信號N被送給量給定裝置120。
執(zhí)行元件最好為一個共軌系統(tǒng)的噴射器或者為泵-噴嘴元件。于此， 以之對電磁閥或?qū)弘?執(zhí)行機(jī)構(gòu)加荷的觸發(fā)信號的持續(xù)時間決定著所 噴入的燃料量。
校正值是由一個校正單元140提供的，該;艮正單元由觸發(fā)組合特性 曲線110的l敘入信號QK和P與第四傳感器155的^~出信號PZ加荷。
在觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線UO上，用于執(zhí)行單元100的觸發(fā)信 號A是根據(jù)運行點加以確定的，該運行點是至少通過參量QK加以定義 的。該運行點是通過至少一個運行特性參量予以確定的。在所示的實施 例中，運行點是通過一個表征所噴入燃料量的參量QK和一個表征燃料 壓力的參量P予以決定的。參量QK是由量給定裝置最好根據(jù)表征駕駛 者愿望的一個信號FP和一個轉(zhuǎn)速參量N加以給定。參量P利用傳感器 115加以檢測。于此，涉及到一個表征燃料壓力的參量。在一個共軌系 統(tǒng)中，該參量通常稱之為蓄壓管壓力。
為了補償氣缸壓力PZ的影響，由校正單元140至少根據(jù)氣缸壓力 PZ和另一個運行特性參量QK和/或P給出校正值K。特別有利的是 校正值根據(jù)氣缸壓力PZ和觸發(fā)組合特性曲線110的輸入?yún)⒘坑枰越o定。 然后利用該校正值K在連接點105處對觸發(fā)持續(xù)時間組合特性曲線110 的輸出信號AD予以校正。氣缸壓力PZ利用 一個傳感器155加以測量， 或者根據(jù)其它參量求得。
在一個確定的參考壓力PR的條件下來考慮觸發(fā)持續(xù)時間組合特性 曲線。校正值K是以基于模型的、使計算運行時間和資源最優(yōu)的途徑而 求得的。為此，最好使用一種二次的近似公式。依此，就可根據(jù)下列的 公式，計算出所需的觸發(fā)持續(xù)時間校正值K,以便在偏離參考壓力PR
5的燃燒室壓力PZ的情況下達(dá)到所要求的燃料噴射量 K= ( PZ-PR ) *X+ ( PZ-PR ) * ( PZ-PR ) *Y
參量X和Y指的是這樣的參數(shù)，它們對噴射器的任一個運行點都 可利用 一個演算工具離線地從原始數(shù)據(jù)中求得，并將之存于組合特性曲 線的上的SG中。
另外，也可使用其它的公式或模型。還可估文如下設(shè)定將才交正值都 存儲在相應(yīng)組合特性曲線中。
組合特性曲線110是為不同的氣缸壓力測定的。然后從這些測量值 出發(fā)確定系數(shù)X和Y。參數(shù)X和Y在噴射器的任一運行點在運算階段 中從原始數(shù)據(jù)中求出，并被存放在控制裝置中的組合特性曲線上。
這種方式是特別有利的，因為校正具有足夠的精準(zhǔn)度，而且只需要 很少的存儲空間和計算過程時間。此外，除了上述公式，也可使用其它 公式，用于從實際值和參考值之間的壓差出發(fā)來計算出校正值。
按另一種變型方案，可以規(guī)定使用一種相反的噴射器模型。
這種方式的實現(xiàn)情況詳見圖2中所示。在圖1中所述及的元素在這 里均以相同的附圖標(biāo)記表示。參量QK和P還到達(dá)第 一組合特性曲線200 和第二組合特性曲線210。在第一組合特性曲線200中系數(shù)Y和在第二 組合特性曲線205中系數(shù)X是根據(jù)噴射器的運行點存下的。最好做如下 設(shè)定作為用于組合特性曲線200和210的輸入?yún)⒘?，使用與用于觸發(fā) 持續(xù)時間組合特性曲線110的相同輸入?yún)⒘俊Ｔ谶B接點210上或在連接 點215上，組合特性曲線的輸出信號X或Y與連接點220的榆出信號或 與減法點230的輸出信號最好相乘地相連。連接點210和215的兩個輸 出信號到達(dá)連接點240，該連接點將這兩個信號最好相加地連接起來。 在連接點240的輸出端存在校正值K。
向減法點230 —方面輸送用于燃燒室壓力的傳感器155的輸出信號 PZ,另一方面輸送參考值給定裝置250的輸出信號。在參考值給定裝置 250的輸出端存在參考壓力PR。所謂參考壓力PR指的是測定觸發(fā)持續(xù) 時間組合特性曲線110時的燃燒室壓力。
圖2中示出的元素200至250再形成前面提出的公式。
依本發(fā)明，根據(jù)參考值PR和實際燃燒室壓力PZ之間的壓差規(guī)定出 一個線性校正及一個二次校正。根據(jù)噴射器的運行點，對線性校正在組 合特性曲線205上確立一個系數(shù)X;對二次校正則在組合特性曲線200
6上確立一個系數(shù)Y。就這兩個系數(shù)而言， 一方面乘以差值，另一方面還 得乘以差值的平方，從而利用二次的途徑(Ansatz)來計算校正值K。
這種方式適用于所有的噴射類型，即提前噴射、主噴射和延后噴射。 根據(jù)噴射器的運行點， 一種可能的去活化處理代表著另一個特別有利的 設(shè)計。這種去活化可以在符合希望的、小的校正需要的條件下節(jié)約運算 時間。其例如在大的噴射量或大的燃料壓力的情況下存在。因此可以設(shè)
定校正值K經(jīng)過一個相應(yīng)的、根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運行狀態(tài)觸發(fā)的開關(guān)機(jī)構(gòu) 而達(dá)到連接點105。
另一項特別有利的改進(jìn)規(guī)定進(jìn)行相應(yīng)的校正，借以校正觸發(fā)起始 點，也就是說，除了觸發(fā)持續(xù)時間之外，還校正觸發(fā)起始點。
權(quán)利要求
1. 用于控制內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室中的燃料計量的方法，其中，從至少一個運行特征參量(QK，P)來給定觸發(fā)參量(AD)，該觸發(fā)參量決定著所噴射的燃料量，其特征在于從表征氣缸壓力的氣缸壓力參量(PZ)和所述至少一個運行特征參量(QK，P)出發(fā)，給定校正值(K)以用于校正觸發(fā)參量(AD)。
2. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于作為運行特征參量，使用表征燃料壓力的參量(P)。
3. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于作為運行特征參量，使用表征所噴入的燃料量的參量(QK)。
4. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于所述氣缸壓力參量(PZ)是利用傳感器加以測量的。
5. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于所述校正值是從參考值(PR)和氣缸壓力參量(PZ)的當(dāng)前值之間 的差值出發(fā)求得的。
6. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于所述校正值(K)是從差值和至少一個與所述至少一個運行特征參 量(QK, P)有關(guān)的系數(shù)(X, Y)出發(fā)求得的。
7. 按權(quán)利要求1所述的方法， 其特征在于氣缸壓力參量(PZ)是從運行特征參量出發(fā)求得的。
8. 用于控制內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室中的計量的裝置，配有用于從 至少一個運行特征參量(QK)出發(fā)而給定確定所噴射的燃料量的觸發(fā)參量(AD)的機(jī)構(gòu)(110), 其特征在于配備了用于從表征氣缸壓力的氣缸壓力參量(PZ)出發(fā)給定校正值 (K)以校正觸發(fā)參量(AD)的機(jī)構(gòu)(140)。
全文摘要
涉及一種控制裝置和一種控制方法，用于控制內(nèi)燃機(jī)的至少一個燃燒室中的燃料噴射計量。從至少一個運行特征參量(QK，P)出發(fā)，給定一個觸發(fā)參量(AD)，該觸發(fā)參量決定所噴射的燃料量。從一個表征氣缸壓力的氣缸壓力參量(PZ)和至少一個運行特征參量(QK，P)，出發(fā)，給定一個校正值(K)以用于校正觸發(fā)參量(AD)。
文檔編號F02D35/02GK101466930SQ200780021105
公開日2009年6月24日 申請日期2007年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月9日
發(fā)明者K·本亞希亞, L·賴切爾特, M·舒勒 申請人:羅伯特.博世有限公司