本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)的方法；以及根據(jù)并列權(quán)利要求的前序部分所述的一種計(jì)算機(jī)程序和一種控制和/或調(diào)整裝置。

背景技術(shù)：

從市場(chǎng)中已知了具有燃料直接噴射機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，在所述內(nèi)燃機(jī)中燃料被直接噴入到燃燒室中。此外，從市場(chǎng)中已知了具有進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)的內(nèi)燃機(jī)，在所述內(nèi)燃機(jī)中燃料被噴入到進(jìn)氣管的、位于進(jìn)氣閥的上游的區(qū)域中。最后，一段時(shí)間以來，這種內(nèi)燃機(jī)也是已知的，在所述內(nèi)燃機(jī)中燃料直接噴射機(jī)構(gòu)和進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)相互進(jìn)行組合。在這些內(nèi)燃機(jī)中存在：第一運(yùn)行方式，在該第一運(yùn)行方式中只應(yīng)用燃料直接噴射機(jī)構(gòu)；和第二運(yùn)行方式，在該第二運(yùn)行方式中附加于燃料直接噴射機(jī)構(gòu)地或者替代于燃料直接噴射機(jī)構(gòu)地應(yīng)用進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)。對(duì)于最佳的混合氣形成和燃燒來說，這使得利用兩種噴射方式的優(yōu)點(diǎn)成為可能。因此，例如在滿負(fù)荷中并且對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的良好的動(dòng)力來說，燃料直接噴射機(jī)構(gòu)是有利的；而在部分載荷中進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)卻具有優(yōu)勢(shì)。

在燃料直接噴射機(jī)構(gòu)中，必須利用非常高的壓力將燃料噴入到燃燒室中。高壓活塞泵負(fù)責(zé)提供這種高的壓力。在從市場(chǎng)方面來看已知的系統(tǒng)中，所述高壓活塞泵的輸送量受到流量控制閥的影響。對(duì)此基本上理解為所述高壓活塞泵的能夠切換的進(jìn)氣閥，該進(jìn)氣閥在所述高壓活塞泵的輸送行程（f?rderhub）期間有時(shí)被強(qiáng)制打開，從而使得燃料不是被輸送到高壓區(qū)域中，而是返回地輸送到低壓區(qū)域中。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所基于的問題通過具有權(quán)利要求1所述特征的方法以及通過具有并列權(quán)利要求所述特征的計(jì)算機(jī)程序和控制和/或調(diào)整裝置予以解決。本發(fā)明的有利的改型方案在從屬權(quán)利要求中給出。

根據(jù)本發(fā)明已認(rèn)識(shí)到：在第二運(yùn)行方式中，在布置于高壓活塞泵的上游的低壓區(qū)域中出現(xiàn)壓力波動(dòng)，該壓力波動(dòng)會(huì)損害在對(duì)借助于進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)而噴射的燃料進(jìn)行配給時(shí)的準(zhǔn)確性，在該第二運(yùn)行方式中，燃料至少還要、但是必要時(shí)甚至僅僅借助于進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)來進(jìn)行噴射。所述壓力波動(dòng)在傳統(tǒng)的燃料系統(tǒng)中主要通過下述方式來產(chǎn)生：不應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)高壓區(qū)域中的燃料在高壓活塞泵的每次輸送行程中借助于流量控制閥返回地泵入到低壓區(qū)域中，用于進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)的燃料從該低壓區(qū)域中被取出。

通過本發(fā)明至少減弱了所述壓力波動(dòng)，因?yàn)橥ㄟ^在第二運(yùn)行方式中調(diào)節(jié)高壓活塞泵的輸送行程能夠減少在輸送行程中輸送的燃料量。然而，在輸送行程中從高壓活塞泵處輸送的減少了的燃料量意味著：更少的過量燃料必須通過流量控制閥返回輸送到低壓區(qū)域中，這減小了壓力波動(dòng)的振幅。由于壓力波動(dòng)的減小，顯著提高了在對(duì)借助于進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)而噴射的燃料進(jìn)行配給時(shí)的準(zhǔn)確性。由此還改善了內(nèi)燃機(jī)的排放，并且它們還能夠降低燃料消耗。此外，通過減少返回輸送減少了潤(rùn)滑油進(jìn)入到存在于低壓區(qū)域中的燃料中的情況，并且因此改善燃料的質(zhì)量，這又會(huì)減少內(nèi)燃機(jī)的排放。通過返回輸送導(dǎo)致的低壓區(qū)域中的燃料的變熱也得以減弱。

根據(jù)本發(fā)明的方法的第一種改型方案的特征在于，至少在所述第二運(yùn)行方式中如此調(diào)節(jié)所述輸送行程，使得至少幾乎僅僅那些應(yīng)當(dāng)被直接噴入到所述燃燒室中的燃料量從所述高壓活塞泵處被輸送到所述高壓區(qū)域中。由此，實(shí)際上根本沒有燃料在高壓活塞泵的輸送行程中由流量控制閥返回輸送到低壓區(qū)域中，由此實(shí)際上能夠完全消除低壓區(qū)域中的壓力波動(dòng)。此外，在這種方法中，甚至能夠完全省去對(duì)于流量控制閥的使用，由此能夠明顯更簡(jiǎn)單地構(gòu)造高壓活塞泵并且能夠節(jié)省成本，因?yàn)榘押?jiǎn)單的止回閥作為進(jìn)氣閥使用就足夠了。

如果存在流量控制閥，則根據(jù)本發(fā)明能夠規(guī)定：在第一運(yùn)行方式中，輸送量?jī)H僅通過流量控制閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)；并且在第二運(yùn)行方式中，輸送量?jī)H僅借助于輸送行程的改變來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

此外能夠規(guī)定：至少在第二運(yùn)行方式中，高壓活塞泵的輸送行程取決于低壓區(qū)域中的壓力振蕩的振幅。這樣的壓力振蕩或者壓力波動(dòng)能夠例如借助于壓力傳感器進(jìn)行檢測(cè)，該壓力傳感器在低壓區(qū)域中布置在高壓活塞泵的上游。因此提供了用于降低或者甚至用于完全消除低壓區(qū)域中的壓力波動(dòng)的閉合的調(diào)節(jié)回路，由此使得所述方法特別精確且有效率地運(yùn)作。

此外提出：輸送行程能夠按級(jí)別地（instufen）進(jìn)行調(diào)節(jié)。這種能夠按級(jí)別進(jìn)行調(diào)節(jié)的特性在技術(shù)上可以特別容易地實(shí)現(xiàn)，并且因此成本低廉。

在改型方案中對(duì)此提出：如果在所述第二運(yùn)行方式中待噴入到燃燒室中的燃料量低于并且/或者超過一個(gè)邊界值，就對(duì)所述輸送行程調(diào)節(jié)一個(gè)級(jí)別（stufe）。這在控制技術(shù)方面能夠十分簡(jiǎn)單并且因此成本低廉地實(shí)現(xiàn)。在此，在低于的情況下第一邊界值是重要的，而在超過的情況下第二邊界值是重要的，其中，所述第二邊界值大于所述第一邊界值，從而形成遲滯，該遲滯在運(yùn)行中避免了在邊界值附近的持續(xù)的來回切換。

對(duì)于無級(jí)地調(diào)節(jié)高壓活塞泵的輸送行程來說，簡(jiǎn)單并且經(jīng)受考驗(yàn)的可行方案在于：高壓活塞泵的活塞借助于偏心軸來驅(qū)動(dòng)，該偏心軸包括能夠調(diào)節(jié)的偏心環(huán)；并且高壓活塞泵的輸送行程通過調(diào)節(jié)偏心環(huán)來進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用這種改型方案也就能夠非常簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)高壓活塞泵的零輸送，由此當(dāng)在第二運(yùn)行方式中燃料僅僅借助于進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)進(jìn)行噴射時(shí)，也可靠地消除了壓力波動(dòng)。

對(duì)于按級(jí)別地調(diào)節(jié)高壓活塞泵的輸送行程來說同樣簡(jiǎn)單并且經(jīng)受考驗(yàn)的方案在于：借助于能沿軸向方向移動(dòng)的凸輪軸來驅(qū)動(dòng)高壓活塞泵的活塞，其中，凸輪高度和/或凸輪形狀在所述凸輪軸的軸向方向上進(jìn)行變化；并且通過所述凸輪軸軸向移動(dòng)來調(diào)節(jié)所述高壓活塞泵的輸送行程。

為了實(shí)現(xiàn)按級(jí)別地調(diào)節(jié)高壓活塞泵的輸送行程也可行的是：高壓活塞泵的活塞能選擇地與至少一個(gè)第一和第二挺桿（st??el）連接，其中，第一挺桿與具有第一凸輪高度的凸輪協(xié)作（kooperiert），并且第二挺桿與具有第二凸輪高度的凸輪協(xié)作；并且通過從一個(gè)挺桿到另一個(gè)挺桿的切換來調(diào)節(jié)所述高壓活塞泵的輸送行程。

附圖說明

接下來參考附圖示例性地進(jìn)行闡述本發(fā)明的實(shí)施方式。在附圖中示出：

圖1是具有高壓活塞泵和低壓區(qū)域以及高壓區(qū)域的內(nèi)燃機(jī)的示意圖；

圖2a是圖1的高壓活塞泵的、具有兩個(gè)能調(diào)節(jié)的偏心環(huán)的偏心軸在輸送行程最大的情況下的示意性截面圖；

圖2b是類似于圖2a的在輸送行程最小的情況下的圖示；

圖3是替代的活塞-高壓泵的示意性截面圖；

圖4是在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第一種方法的情況下的圖表，在該圖表中繪出了借助于燃料直接噴射機(jī)構(gòu)噴入的燃料量關(guān)于時(shí)間的曲線、能夠從高壓活塞泵最大輸送到高壓區(qū)域中的燃料量關(guān)于時(shí)間的曲線以及在低壓區(qū)域中的壓力關(guān)于時(shí)間的曲線；和

圖5是在應(yīng)用根據(jù)本發(fā)明的第二種方法的情況下類似于圖4的圖表，然而沒有在低壓區(qū)域中的壓力的曲線。

對(duì)于功能相當(dāng)?shù)牟考蛥^(qū)域在接下來的附圖中使用相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

內(nèi)燃機(jī)在圖1中整體地具有附圖標(biāo)記10。該內(nèi)燃機(jī)包括燃料系統(tǒng)12，該燃料系統(tǒng)如下所述地被構(gòu)造：

電動(dòng)的燃料泵14把燃料從油箱16中輸送到低壓管路18中，該低壓管路就此而言屬于低壓區(qū)域。所述低壓管路通向高壓活塞泵20，該高壓活塞泵當(dāng)前通過點(diǎn)劃線來表示。所述高壓活塞泵20在輸入端具有進(jìn)氣閥22，該進(jìn)氣閥就如同稍后還要詳細(xì)地闡明的那樣同時(shí)也是流量控制閥（mengensteuerventil）。一條通道從所述進(jìn)氣閥22通向輸送室24，該輸送室由在軸向方向上能夠運(yùn)動(dòng)的活塞26和泵殼體28所限定。一條通道從所述輸送室24通向排氣閥29。所述高壓活塞泵20在輸出端與燃料收集管路30相連接，多個(gè)燃料噴射器32連接到該燃料收集管路處，當(dāng)前僅示出了其中的一個(gè)燃料噴射器。所述燃料噴射器32把燃料直接噴入到內(nèi)燃機(jī)10的燃燒室34中。所述燃料收集管路30屬于高壓區(qū)域。

同樣將燃料噴射器連接到所述低壓管路18處，當(dāng)前僅示出了其中的一個(gè)燃料噴射器，該燃料噴射器具有附圖標(biāo)記36。所述燃料噴射器把燃料噴入到內(nèi)燃機(jī)10的進(jìn)氣管38中，更確切地說直接噴入到進(jìn)氣閥40的上游中。所述進(jìn)氣閥40屬于燃燒室34。出于完整性的考慮，在圖1中還示出了排氣閥44和廢氣管路46。

高壓活塞泵20的活塞26當(dāng)前被機(jī)械地驅(qū)動(dòng)并且被置身于往復(fù)運(yùn)動(dòng)中。這能夠例如借助于凸輪軸或者借助于偏心軸來實(shí)現(xiàn)，就如同下面要更進(jìn)一步詳細(xì)地描述的那樣。在圖1中，凸輪軸或者偏心軸象征性地示出為方框，并且其具有附圖標(biāo)記48。對(duì)于在此所使用的高壓活塞泵20來說，活塞26的輸送行程能夠被調(diào)節(jié)。調(diào)節(jié)裝置50用于調(diào)節(jié)活塞的輸送行程，該調(diào)節(jié)裝置在圖1中同樣僅僅象征性地通過方框示出。這種調(diào)節(jié)裝置50的可能的實(shí)施方式稍后還要參照?qǐng)D2和圖3來闡明。

如同上文已經(jīng)指出的那樣，高壓活塞泵20的進(jìn)氣閥22指的是所謂的流量控制閥。這個(gè)流量控制閥具有電磁的操縱裝置52，該電磁的操控裝置能夠迫使進(jìn)氣閥22的閥門元件54進(jìn)入打開的位置中。如果這例如發(fā)生在所述活塞26的部分輸送行程期間，那么燃料不會(huì)通過所述活塞26在所述燃料收集管路30的方向上被排出，而是簡(jiǎn)單地返回輸送到低壓管路18中。借助于這種流量控制閥22、52能夠由此改變或者調(diào)節(jié)在輸送行程時(shí)被從高壓活塞泵20朝向燃料收集管路30輸送的燃料量。

控制和調(diào)整裝置56也屬于所述內(nèi)燃機(jī)10，該控制和調(diào)整裝置具有一個(gè)或者多個(gè)微處理器以及一個(gè)或者多個(gè)存儲(chǔ)器。在所述存儲(chǔ)器上存儲(chǔ)了計(jì)算機(jī)程序，利用所述計(jì)算機(jī)程序來實(shí)施用于運(yùn)行所述內(nèi)燃機(jī)10的確定的方法。對(duì)此，所述控制和調(diào)整裝置56操控著內(nèi)燃機(jī)10的不同的執(zhí)行器件，例如操縱裝置52、調(diào)節(jié)裝置50、燃料噴射器32和燃料噴射器36。此外，所述控制和調(diào)整裝置56獲得不同傳感器的信號(hào)，例如對(duì)低壓管路18中的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器58的信號(hào)以及對(duì)燃料收集管路30中的壓力進(jìn)行檢測(cè)的壓力傳感器60的信號(hào)。

所述內(nèi)燃機(jī)10尤其能夠以兩種運(yùn)行方式來運(yùn)行。在第一運(yùn)行方式中，燃料僅借助于燃料噴射器32到達(dá)燃燒室34中。燃料噴射器36沒有運(yùn)行。在這種第一運(yùn)行狀態(tài)中，所述內(nèi)燃機(jī)10因此僅僅利用燃料直接噴射機(jī)構(gòu)來進(jìn)行工作。所述調(diào)節(jié)裝置50在這種運(yùn)行方式中由所述控制和調(diào)整裝置56如此地操控，使得所述輸送行程最大。從所述高壓活塞泵20輸送到燃料收集管路30中的燃料量因此僅借助于所述流量控制閥，也就是通過所述操縱裝置52和進(jìn)氣閥22來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

在第二運(yùn)行方式中，燃料至少也借助于所述燃料噴射器36到達(dá)所述進(jìn)氣管38中，并且從那里進(jìn)一步到達(dá)所述燃燒室34中。在這種運(yùn)行狀態(tài)中，所述內(nèi)燃機(jī)10因此至少也利用進(jìn)氣管噴射機(jī)構(gòu)來進(jìn)行工作。在此，能夠想到兩種子運(yùn)行方式：在一種子運(yùn)行方式中，燃料不僅借助于所述燃料噴射器32而且借助于所述燃料噴射器36進(jìn)行噴射。在另一種子運(yùn)行方式中，燃料只借助于所述燃料噴射器36進(jìn)行噴射，然而所述燃料噴射器32卻沒有運(yùn)行。在第二運(yùn)行方式中，從所述高壓活塞泵20輸送至燃料收集管路30處的燃料量不僅借助于所述流量控制閥22、52進(jìn)行調(diào)節(jié)，而且附加地也借助于所述調(diào)節(jié)裝置50進(jìn)行調(diào)節(jié)，該調(diào)節(jié)裝置影響著所述高壓活塞泵20的輸送行程。

所述調(diào)節(jié)裝置50能夠具體地以完全不同的方式來實(shí)施。如果為了驅(qū)動(dòng)所述活塞26而設(shè)置了偏心軸48，那么所述調(diào)節(jié)裝置50例如能夠包括兩個(gè)能夠調(diào)節(jié)的偏心環(huán)62a和62b（對(duì)比圖2a和2b），這兩個(gè)能夠調(diào)節(jié)的偏心環(huán)安置在能夠繞著旋轉(zhuǎn)軸線64旋轉(zhuǎn)的軸66上。對(duì)于這兩個(gè)偏心環(huán)62a和62b的、在圖2a中示出的相對(duì)位置來說，偏心率并且因此活塞26的輸送行程是最大的。對(duì)于這兩個(gè)偏心環(huán)62a和62b的、在圖2b中示出的相對(duì)位置來說，偏心率相反是零，并且因此活塞26的輸送行程也等于零。借助于這種調(diào)節(jié)裝置50，活塞26的輸送行程會(huì)被無級(jí)地調(diào)節(jié)。

但是，如同從圖3中顯而易見的那樣，高壓活塞泵20的活塞26也能夠由可沿軸向方向移動(dòng)的凸輪軸48驅(qū)動(dòng)，其中，凸輪高度和/或凸輪形狀會(huì)在凸輪軸48的軸向方向上改變。高壓活塞泵20的活塞26的輸送行程因此通過所述凸輪軸48的軸向移動(dòng)來調(diào)節(jié)。在圖3中彼此并排地示出了具有不同凸輪高度的相應(yīng)的不同的凸輪形狀48a、48b和48c。借助于這種調(diào)節(jié)裝置50，活塞26的輸送行程能夠按級(jí)別地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

調(diào)節(jié)裝置50的另一種可能的、但沒有示出的實(shí)施方式能夠在于：高壓活塞泵的活塞能選擇地與第一挺桿和第二挺桿相連接，其中第一挺桿與具有第一凸輪高度的凸輪協(xié)作，并且第二挺桿與具有第二凸輪高度的凸輪協(xié)作。在這種情況下，通過從一個(gè)挺桿到另一個(gè)挺桿的切換來調(diào)節(jié)所述高壓活塞泵20的活塞26的輸送行程。在市場(chǎng)上，這種技術(shù)例如對(duì)于改變布置在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室處的進(jìn)氣閥的行程來說是已知的，例如名稱為“variocam”。借助于這種調(diào)節(jié)裝置50，活塞26的輸送行程能夠按級(jí)別地進(jìn)行調(diào)節(jié)。

用于影響活塞26的輸送行程的其他可能性例如有連續(xù)工作的移動(dòng)凸輪、或者閥門的開關(guān)，利用該開關(guān)能夠有針對(duì)性地解除或者閉合在凸輪和活塞之間的液壓耦接。

現(xiàn)在參考圖4來闡明用于運(yùn)行內(nèi)燃機(jī)10的方法，在該方法中，內(nèi)燃機(jī)以上文所提到的第二運(yùn)行方式來運(yùn)行，并且在該第二運(yùn)行方式中，活塞26的輸送行程能夠借助于所述調(diào)節(jié)裝置50按級(jí)別地進(jìn)行調(diào)節(jié)。從所述燃料噴射器32直接噴入到所述燃燒室34中的燃料量q關(guān)于時(shí)間t的曲線利用附圖標(biāo)記68來描述。利用附圖標(biāo)記70來描述能夠最大從所述高壓活塞泵20輸送到所述燃料收集管路30中的燃料量關(guān)于時(shí)間t的情況。利用附圖標(biāo)記72來描述由壓力傳感器58檢測(cè)的、低壓管路18中的壓力p的曲線關(guān)于時(shí)間t的情況。

認(rèn)識(shí)到：如果對(duì)于時(shí)間間隔t0來說所噴射的燃料量q低于第一邊界值g1，就借助于所述調(diào)節(jié)裝置50來將活塞26的輸送行程降低一個(gè)級(jí)別s，就是說從所述高壓活塞泵20最大到所述燃料收集管路30中的能改變的燃料量q減小一個(gè)級(jí)別s；如果所述燃料量q再次超過第二邊界值g2，就借助于所述調(diào)節(jié)裝置50將活塞26的輸送行程再次提高一個(gè)級(jí)別，由此從所述高壓活塞泵20最大到所述燃料收集管路30中的能改變的燃料量q也再次提高一個(gè)所述的級(jí)別s。所述邊界值g2大于所述邊界值g1，由此形成了遲滯，該遲滯改善了所述方法的穩(wěn)定性，因?yàn)樵趪@邊界值的振蕩中防止了持續(xù)的來回切換。

為了把在所燃料收集管路30中的壓力恒定地保持在一個(gè)期望的數(shù)值上，因此必須通過所述流量控制閥22、52來僅僅把在實(shí)際噴入的燃料量q和能夠最大輸送的燃料量f之間的差值返回地輸送到所述低壓管路18中。該差值在圖4中通過一個(gè)帶有附圖標(biāo)記74的雙箭頭來表示。所述壓力p（在圖4中的線72）的波動(dòng)因此相對(duì)來說是小的。在沒有借助于所述調(diào)節(jié)裝置50來對(duì)輸送行程進(jìn)行上述調(diào)節(jié)的情況下，必須通過所述流量控制閥22、52來將明顯更多的差值返回地輸送到所述低壓管路18中，就如同在圖4中通過用虛線示出的帶有附圖標(biāo)記74'的雙箭頭所表明的那樣。相應(yīng)地，在低壓管路18中的壓力p的波動(dòng)就會(huì)明顯更高，這在圖4中通過用虛線示出的壓力p的曲線來表明。

借助于圖4闡明了一種方法，在該方法中活塞26的輸送行程能夠按級(jí)別地進(jìn)行調(diào)節(jié)?，F(xiàn)在，參考圖5來闡明一種方法，在該方法中活塞26的輸送行程能夠被無級(jí)地調(diào)節(jié)直至零值。在這種方法中，在極端情況下能夠完全省去流量控制閥，也就是操縱裝置52。就是說從所述高壓活塞泵20輸送到所述燃料收集管路30中的燃料量f（附圖標(biāo)記70）持續(xù)地借助于對(duì)活塞26的輸送行程的無級(jí)調(diào)節(jié)來準(zhǔn)確地匹配于由所述燃料噴射器32實(shí)際所噴入的燃料量q（附圖標(biāo)記68）。

如果所述燃料噴射器32根本沒有噴射燃料（在圖5中的箭頭76），這例如是下述情況：燃料僅僅借助于所述燃料噴射器36進(jìn)行噴射（只有進(jìn)氣管噴射），那么活塞26的輸送行程就是被調(diào)節(jié)到了零值。因此就根本沒有燃料量被返回地泵入到所述低壓管路18中，由此至少經(jīng)此絕對(duì)沒有壓力波動(dòng)在低壓管路18中會(huì)通過高壓活塞泵20所引起。

原則上也能夠想到的是：至少也根據(jù)壓力傳感器58的信號(hào)來操控所述操縱裝置52，更確切地說以下述方式來進(jìn)行：使得壓力p的波動(dòng)的振幅是盡可能小，或者不超過邊界值。