本發(fā)明涉及按本發(fā)明所述的用于運行內(nèi)燃機的方法。本發(fā)明此外還涉及帶有根據(jù)本發(fā)明裝置方面的特征的控制器。
背景技術:
這種方法和這種控制器例如由DE 102 48 627 A1公知。這一文獻示出了內(nèi)燃機,其既可以用燃料的進氣管噴射(PFI,port fuel injection 進氣道噴射)運行,也可以用燃料的直接在燃燒室內(nèi)進行的噴射(DI,direct injection直接噴射)來運行。進氣管噴射以較小的噴射壓力進行。噴射在此僅須克服在進氣管中存在的壓力,該壓力在沒有增壓的情況下小于約1 bar。從屬的燃料系統(tǒng)因此也被稱為低壓系統(tǒng)。直接噴射用較高的噴射壓力進行,因為噴射在此克服在燃燒室內(nèi)存在的較高的壓力進行。從屬的燃料系統(tǒng)因此也被稱為高壓系統(tǒng)。
原則上無論是帶有以及沒有回行系統(tǒng)的低壓系統(tǒng)還是按需調(diào)節(jié)的系統(tǒng)都彼此不同,在低壓系統(tǒng)中不調(diào)節(jié)低壓泵的傳送,在按需調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中則調(diào)節(jié)低壓泵的傳送。在有回行的未按需調(diào)節(jié)的低壓系統(tǒng)中,有比從燃料蓄壓器那里經(jīng)由噴射閥流出的燃料更多的燃料泵入到燃料蓄壓器中。過剩的量經(jīng)由布置在燃料蓄壓器上的壓力調(diào)節(jié)閥和回行線路流回到料箱。在沒有回行的未按需調(diào)節(jié)的低壓系統(tǒng)中,壓力調(diào)節(jié)閥處在料箱中。因此可以取消回行線路。
按需調(diào)節(jié)的低壓系統(tǒng)越來越重要,因為它們在其總能耗方面更為有利。在按需調(diào)節(jié)的系統(tǒng)中,僅恰好被馬達消耗的且對于設定所期望的壓力所需的燃料量被燃料泵泵入到燃料蓄壓器中。壓力調(diào)節(jié)通過內(nèi)燃機的控制器在閉合的調(diào)節(jié)回路中進行,其中,當前的燃料壓力通過低壓傳感器檢測。機械的壓力調(diào)節(jié)器在這些系統(tǒng)中并不存在。為了設定傳送量,通過被控制器操控的節(jié)拍模塊設定低壓泵的工作電壓。泄壓閥用于在進給切斷時或在馬達停止運轉(zhuǎn)后防止燃料壓力上升到不期望的很高的值。
PFI和DI的組合實現(xiàn)了對兩種用于最佳的混合物形成和燃燒的噴射方式的優(yōu)勢的利用。在內(nèi)燃機的全負荷下以及快速的轉(zhuǎn)速變化和/或負荷變化下,DI噴射系統(tǒng)更為有利(例如在避免爆震方面),并且在部分負荷范圍內(nèi),PFI噴射系統(tǒng)則更為有利(例如為了把在廢氣中的顆粒數(shù)量和未燃燒的碳氫化合物的量保持得盡可能小)。
進氣管噴射的總歸存在的低壓系統(tǒng)被隨之用作這樣的低壓系統(tǒng),在高壓系統(tǒng)中產(chǎn)生更高的噴射壓力的高壓泵被從該低壓系統(tǒng)供給。在低壓泵有缺陷時,整個燃料供應就停止運轉(zhuǎn),這導致車輛保持靜止。在上述的現(xiàn)有技術中,通常在低壓系統(tǒng)內(nèi)有其它的故障時切斷PFI且將低壓泵設定到滿傳送。在低壓系統(tǒng)中的燃料壓力然后由也被稱為溢流閥的泄壓閥決定。這個壓力例如約9 bar且附帶有+/- 1 bar的粗略的公差。
噴射然后單獨通過DI噴射閥進行。與PFI的精確度相反的是,DI不受到有由低壓系統(tǒng)的泄壓閥的公差產(chǎn)生的不精確度。原因在于,在高壓系統(tǒng)中進行自身的高壓調(diào)節(jié),因而與噴射壓力相關的噴射量精確度在DI中得到了確保。切斷PFI的理由在于對于確定PFI噴射閥的操控持續(xù)時間所缺少的燃料的低壓值的準確的信息。在同樣的操控持續(xù)時間下,所噴射的燃料量隨著噴射壓力的變化而變化。壓力越高,那么所噴射的燃料量也越大。
低壓傳感器的功能能力的檢驗例如由DE 102 48 627 A1公知。
技術實現(xiàn)要素:
本發(fā)明與本文開頭所述的現(xiàn)有技術在它們的方法方面的區(qū)別在于本發(fā)明的表征性特征。本發(fā)明與這個現(xiàn)有技術在它們的裝置方面的區(qū)別在于根據(jù)本發(fā)明的裝置方面的表征性特征。
通過這些特征,低壓傳感器的失效不再會自動導致PFI的切斷。由此得以避免切斷。與PFI在低壓傳感器故障時被切斷且燃料配給然后僅通過DI進行的現(xiàn)有技術相反的是,在本發(fā)明中,PFI的優(yōu)勢的可用性的優(yōu)勢即使在有缺陷的低壓傳感器中也得到保持。因為通過PFI噴射閥根據(jù)噴射閥的操控持續(xù)時間噴射的燃料量的漂移、特別是變化,也經(jīng)過多個工時直至下一個被故障通知所請求的服務地僅緩慢地變化,所以低壓系統(tǒng)在這個時間內(nèi)以這樣的精確度工作,該精確度比起低壓受到附帶很大公差(通常在約9 bar的打開壓力下是+/- 1 bar)的機械的泄壓閥的限制的運行,更是極為接近有閉合的壓力調(diào)節(jié)回路的無故障的低壓系統(tǒng)的精確度。因此在故障情況下也可以尤其使用一些特性圖,在這些特性圖中儲存了有待通過PFI和DI配量的燃料量的分裂因子。這一點對消耗、廢氣排放(例如HC、NOx、顆粒等)和噪音排放起積極作用。
一種優(yōu)選的設計方案的突出之處在于,在功能有效的低壓傳感器中形成的修正值沒有如低壓傳感器的功能能力的完整的檢驗持續(xù)得那樣長地被用于形成替代值。
也優(yōu)選的是,替代值由至少一個在功能有效的低壓傳感器中形成的修正值形成。
還優(yōu)選的是,各新的替代值在平均值的基礎上由在功能有效的低壓傳感器中形成的修正值形成。
也優(yōu)選的是,在最新的修正值的基礎上形成了新的替代值的基礎值,最新的修正值滿足在功能有效的低壓傳感器中形成的條件。
還優(yōu)選的是,新的替代值通過舊的替代值與新的替代值加權(quán)后的合并形成。
也優(yōu)選的是,由更早的作為調(diào)節(jié)調(diào)整參量形成的對修正值求平均后的修正值作為替代值。
也優(yōu)選的是,替代值由低壓泵的更早的操控信號形成。
考慮到本發(fā)明的控制器方面,優(yōu)選的是,控制器被設置用于,執(zhí)行所述方法的優(yōu)選的設計方案中的至少一個。
其它的優(yōu)勢由優(yōu)選實施例和其它實施例、說明書和附圖得出。
可理解的是,前面所提到并且在下文還要闡釋的特征不僅能應用在各個被說明的組合中而且被用在其它組合中或單獨中,而不離開當前發(fā)明的框架。
附圖說明
本發(fā)明的實施例被展示在附圖中并且在下文的說明中被具體地闡釋。在此,在不同的圖中的相同的附圖標記分別標注相同的或至少功能相似的元件。分別示意性地表明:
圖1是形式為帶有控制器、傳感器和噴射閥的能夠DI和PFI的內(nèi)燃機的本發(fā)明的技術環(huán)境;以及
圖2是作為按本發(fā)明的方法的實施例的流程圖。
具體實施方式
圖1詳細示出了內(nèi)燃機10,其帶有控制器12、不同的傳感器14、16和燃料供應系統(tǒng)。燃料供應系統(tǒng)具有低壓系統(tǒng)和高壓系統(tǒng)。
低壓系統(tǒng)具有帶燃料溫度傳感器14的低壓蓄壓器18、至少一個與低壓蓄壓器液壓地連接且與控制器12電連接的低壓噴射閥20、與低壓蓄壓器液壓的連接的泄壓閥22、與低壓蓄壓器18液壓地連接且與控制器12電連接的低壓傳感器16以及與低壓蓄壓器18液壓地連接且與控制器12電連接的低壓泵24以及燃料箱26。
低壓泵24處在燃料箱26中且在加滿的料箱中處于燃料中。低壓泵被設置用于將燃料從燃料箱26輸送到低壓蓄壓器18中以及因此在低壓蓄壓器中產(chǎn)生燃料壓力。低壓泵優(yōu)選是電動燃料泵,其具有BLDC電動機(無刷直流電動機)。作為結(jié)果,基于有源控制的場換向獲得了在精確度、結(jié)構(gòu)空間、使用壽命和噪音方面的優(yōu)勢。
低壓傳感器16被設置用于,檢測在低壓蓄壓器18中支配的燃料壓力。低壓傳感器16對此例如處在低壓線路中,低壓線路將低壓泵24液壓地與低壓蓄壓器18連接起來。泄壓閥22被設置用于,將在低壓蓄壓器18中的燃料壓力限制在預定的最大值,且控制器12被設置用于,根據(jù)在燃料蓄壓器中的壓力來控制低壓泵24的傳送以及根據(jù)針對在低壓蓄壓器中存在的燃料壓力的值形成針對至少一個低壓噴射閥20的操控脈沖。低壓噴射閥在打開的狀態(tài)下將燃料從低壓蓄壓器18噴入到進氣管28中,進氣管可以通過進氣閥30與內(nèi)燃機的燃燒室32分開和連通。
高壓系統(tǒng)額外具有燃料高壓蓄壓器34、至少一個與燃料高壓蓄壓器34液壓地連接且與控制器12電連接的高壓噴射閥37以及與燃料高壓蓄壓器34液壓地連接且與控制器12電連接的高壓泵36??刂破?2控制高壓泵36的電閥,電閥液壓地處在低壓蓄壓器和高壓泵的泵送目標之間。通過閥的受控制的打開和關閉,有待通過高壓泵的泵活塞壓縮的燃料量以及因此在高壓蓄壓器中的壓力被控制。
高壓泵36被設置用于,將由低壓泵24傳送的燃料從低壓系統(tǒng)取出、壓縮以及傳送到燃料高壓蓄壓器34中且因此在燃料高壓蓄壓器34中產(chǎn)生了燃料高壓。高壓系統(tǒng)可以包含其它的部件,如燃料高壓傳感器和/或高壓調(diào)節(jié)閥。在高壓系統(tǒng)中存在的燃料壓力例如處在100 bar和200 bar之間。在低壓系統(tǒng)中存在的燃料壓力反之更容易低于10 bar。
燃料供應系統(tǒng)總體上滿足將有限定的壓力的有待分配給燃燒室填充部的燃料傳送給噴射閥20和37的目的。噴射閥20和37將燃料噴入進氣管(PFI)或直接噴入燃燒室(DI)。針對PFI,燃料通過低壓泵被從燃料箱傳送到噴射閥。噴射壓力被調(diào)節(jié)且在正常情況下為3至4 bar。正常情況的特征尤其在于功能有效的低壓傳感器22。經(jīng)控制器12控制的點火裝置33用于點燃燃燒室填充部。被控制器12控制的故障燈35用于向駕駛員和/或向車間人員顯示故障??刂破鲀?yōu)選是這樣一種控制器,其控制噴射和內(nèi)燃機的點火以及低壓泵和高壓泵??刂破饔绕渚哂刑娲荡鎯ζ?2.1。
圖2示出了由控制器完成的程序的流程圖作為按本發(fā)明的方法的實施例。
與方塊關聯(lián)的功能可以按順序被完成,順序由圖2所示可知。但功能的一部分也可以按其它的順序完成。
程序的單個方塊一部分是單個的步驟以及一部分是子程序模塊,子程序模塊也可以包括多個步驟。
方塊100代表用于控制內(nèi)燃機的上級的主程序。在主程序中,駕駛員意愿例如根據(jù)扭矩被轉(zhuǎn)化成用于噴射閥20、37和點火裝置33的操控脈沖。在存在預先確定的條件時,例如當在主程序中不必完成任何具有更高的優(yōu)先性的程序部分時,始終從這個主程序起重復地分支進入步驟102,在步驟102中檢測預先確定的運行參數(shù)BPM,它們直接或間接影響在燃料蓄壓器中存在的壓力。這些運行參數(shù)優(yōu)選至少包括內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)和每一個燃燒室經(jīng)由噴射閥20、37配給的燃料量、燃料溫度和車載電網(wǎng)電壓。這一列表并不是封閉的。
所述的燃料量在控制器12中是公知的,因為控制器也有這樣的任務,即,確定用于不同的噴射閥20、37的操控脈寬,其中,對從屬的燃料質(zhì)量的計算在這種確定之前發(fā)生。燃料量尤其但不僅僅由對內(nèi)燃機的當前的扭矩要求中得出??梢岳缣貏e由廢氣規(guī)定得出其它的影響參量。有待噴射的燃料量按趨勢對在燃料蓄壓器18中的壓力造成了下降的影響。
在燃料蓄壓器18中的燃料溫度優(yōu)選用燃料溫度傳感器14測量,或者倘若不存在這種傳感器時,由內(nèi)燃機的其它的運行參數(shù)計算得出。用于測量的溫度傳感器優(yōu)選在燃料蓄壓器中或燃料蓄壓器處與在燃料蓄壓器中的燃料處于熱接觸。燃料溫度影響燃料的密度。燃料溫度越高,通常壓力就變得越高。
車載電網(wǎng)電壓尤其影響被電驅(qū)動的低壓泵的傳送能力。在內(nèi)燃機運行中變化的車載電網(wǎng)電壓越低,傳送能力就變得越小,這按趨勢對在燃料蓄壓器中的壓力造成了下降的影響。車載電網(wǎng)電壓在控制器中是公知的。它優(yōu)選用布置在控制器12中的伏特計檢測。
由這些運行參數(shù)在步驟103中形成了針對低壓泵24的操控信號AS的基礎值B。為此調(diào)用以特性圖的形式和/或以計算規(guī)則的形式儲存在控制器12中的相互關系。
在步驟104中,在燃料蓄壓器中存在的燃料壓力p用低壓傳感器14檢測。
在步驟106中進行低壓傳感器16的功能能力的檢驗。低壓傳感器的檢驗是公知的。作為例子,在此參考本文開頭所述的DE 102 48 627 A1。所檢測的壓力p例如與針對當前的運行條件形成的期望值相比較。超過可信的差的偏差被評估為是誤差。當在壓力調(diào)節(jié)回路中額定值甚至不再可以被調(diào)節(jié)時,這一點備選地或補充地同樣被評估為是誤差。作為備選或補充,用于低壓泵的不可信的操控信號、例如在內(nèi)燃機的很低的燃料需求下產(chǎn)生了很高的傳送的操控信號,被評估為誤差。
也優(yōu)選的是,這些誤差首先僅適用作為誤差猜測,它們必須通過進一步的測量結(jié)果得到確保。這種確保優(yōu)選通過混合物調(diào)節(jié)回路進行。有誤地過低的壓力測量值通過在控制噴射閥時對所測得的壓力的考慮而導致有過多的燃料被配給,這導致混合物調(diào)節(jié)回路的相反的反應。猜想的故障在一種設計方案中僅當它通過混合物調(diào)節(jié)回路的這種反應得到證實時才被認為是故障。
檢驗可以被劃分成方法的多個過程,因而最后的結(jié)果可能在故障識別總體上所需的時段結(jié)束時才存在。這個時段可以尤其在所猜測的故障必須通過混合物調(diào)節(jié)回路的反應得到證實時才經(jīng)過多個方法過程。
由步驟106達到分支步驟108,在分支步驟108中,所述的檢驗的結(jié)果受到詢問。只要在步驟106中功能能力的檢驗沒有表明低壓傳感器的功能無效,低壓傳感器就被認為是功能有效的。在這種情況下,方法分支到步驟110中。
在步驟110中,在燃料壓力傳感器中所檢測到的壓力的基礎上形成了修正值K。修正值的形成在此在主程序100的被編程作為調(diào)節(jié)器的子程序中這樣實現(xiàn),使得作為實際值用低壓傳感器14測得的壓力值p與額定值相比較,以及后來隨同進入用于低壓泵的操控信號的形成的修正值減小了至少在時間方面的平均值上的(亦即不考慮可能出現(xiàn)的調(diào)節(jié)波動)實際值與額定值的偏差。換而言之:若實際值小于額定值,那么確定了增大基礎值的修正值。若實際值大于額定值,那么確定了縮小基礎值的修正值。
緊接著將這樣確定的新的修正值K_neu和在同一方法過程中檢測的運行參數(shù)BPM一起儲存在控制器中。這一點在步驟112中進行。所述儲存例如通過讀入控制器12的移位寄存器完成。讀入移位寄存器中是保證新確定的用于替代值形成的修正值的更為普遍的想法的一個例子。保證修正值的時間,至少如用于保險地識別有缺陷的低壓傳感器至少所需的時段一樣長。
在步驟114中,在過去確定的修正值(該修正值在下文中為了與新確定的修正值以示區(qū)別而稱為K_alt)被寫入控制器12的替代值存儲器中。替代值存儲器優(yōu)選是控制器12的寫/讀存儲器的特定的區(qū)域。這和一組在同一方法過程中被檢測的運行參數(shù)BPM一起進行。
修正值的與運行參數(shù)相關的保存可以例如以表格形式實現(xiàn)。在此,表格(如矩陣)由行和列組成。每一個矩陣元素都代表特定的轉(zhuǎn)速范圍和特定的扭矩范圍。轉(zhuǎn)速范圍例如被布置在列中,以及扭矩范圍優(yōu)選被布置在行中。當轉(zhuǎn)速處在特定的范圍內(nèi)且扭矩處在特定的范圍內(nèi)時,修正值被指派給附屬的矩陣元素。在很小的范圍內(nèi)需要很多存儲器。為此精確度增大。在更為粗糙的劃分中則需要較少的存儲器。為此精確度下降。
當從確定修正值以及運行參數(shù)的附屬的值開始至少已經(jīng)過去了和識別有缺陷的低壓傳感器所需一樣多的時間時,以及當在這個時間內(nèi)沒有探測到低壓傳感器的故障時,才進行這種到替代值存儲器中的寫入。這個條件在實施例中通過以下方式被遵循,即,移位寄存器在讀入新的數(shù)據(jù)組(修正值加上運行參數(shù))時將所儲存的數(shù)據(jù)進一步移動了各一個存儲位置,且針對每一個數(shù)據(jù)組具有這樣多的存儲位置,使得曾經(jīng)在移位寄存器的輸入端上被讀入的數(shù)據(jù)組在所述的最少時間經(jīng)過后才在移位寄存器的輸出端上出現(xiàn)以及因此可以接管到控制器的替代值存儲器中。
在按規(guī)定功能有效的低壓傳感器中,在步驟116中將用于低壓泵的操控信號AS通過當前確定的修正值K_neu與當前為所檢測的運行參數(shù)BPM確定的基礎值的合并而合并。在緊接著的步驟118中,輸出用于控制低壓泵24的操控信號AS以及程序回到步驟100,亦即進入主程序,因而低壓在按規(guī)定功能有效的低壓傳感器16中在閉合的調(diào)節(jié)回路中被調(diào)節(jié)。
反之,若在步驟108中發(fā)生的對低壓傳感器的功能能力的檢驗得出了低壓傳感器的故障,那么程序分支進入步驟120。在這個步驟120中,早先為相同的運行參數(shù)所確定的修正值K_alt被從替代值存儲器中讀出。替代值存儲器在此是與在步驟114中獲得的替代值K_alt所寫入的存儲區(qū)域相同的存儲區(qū)域。在步驟122中,操控信號然后被確定為是當前的運行參數(shù)的以及修正值的早先獲知的替代值K_alt的函數(shù)。確定如其在步驟116中那樣進行。兩個步驟之間的區(qū)別僅在于,在步驟116中的確定根據(jù)在功能有效的低壓傳感器中確定的修正值K_neu進行,以及在步驟122中則是在并非功能有效的低壓傳感器中根據(jù)早先在功能有效的低壓傳感器中獲知的修正值進行。
修正值表現(xiàn)為調(diào)節(jié)干預,用該調(diào)節(jié)干預修正操控信號的預先確定的基礎值。在備選的實施例中,代替修正值,完整的操控信號作為替代值被確定、儲存且在故障情況下使用。
一種優(yōu)選的設計方案規(guī)定,在步驟114中有待存入到替代值存儲器中的替代值與已經(jīng)針對相同組的運行參數(shù)存入的替代值,可以是修正值或操控信號,通過加權(quán)彼此合并,以便濾掉干擾。在最簡單的情況下,這通過滑動的平均值形成來完成。加權(quán)因子在這種情況下分別是1/2且所述合并是相加的。加權(quán)因子也可以不同于1/2,以便例如更為強烈地對更老的所儲存的值進行加權(quán),或者以便例如更為強烈地對較新的所儲存的值進行加權(quán)。在低壓傳感器和低壓泵的新狀態(tài)中,取代有待在內(nèi)燃機的之后的運行中才獲得的替代值,將預先確定的、優(yōu)選中性的初始值寫入到替代值存儲器中,因而預先確定的基礎值在這種情況下沒有被改變。
在生成有待儲存在移位寄存器也或者其它暫存器中的替代值時有待被儲存的值(其可以是修正值或操控信號)在任何情況下都被按用于故障識別的故障識別方法所需那樣程度地歸還地被儲存。當識別到故障時,暫存在暫存器中的值就被拋棄,因為它們已經(jīng)是錯誤的了。
也可以考慮的是若干數(shù)字方法,例如高斯過程,其在無故障的情況下亦即在功能有效的低壓傳感器中利用修正值或操控信號在線上亦即在內(nèi)燃機的連續(xù)運行中獲知在相關的運行參數(shù)如燃料溫度、PFI噴射量和DI噴射量、用于直接或間接控制低壓泵的車載電網(wǎng)電壓之間的相互關系。對修正值或操控信號的替代值的獲知是在低壓傳感器的無故障階段內(nèi)的計算模型的獲知或訓練。然后在故障情況下使用已獲知的替代值,其代表經(jīng)訓練的模型。在故障情況下,故障燈35被控制器12接通且向駕駛員顯示在燃料系統(tǒng)中的故障。