用于確定燃料溫度的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定機(jī)動車輛的燃料噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度的方法，所述燃料噴射系統(tǒng)設(shè)有通過伺服閥操作的至少一個(gè)噴射器，所述伺服閥通過壓電致動器致動。
【背景技術(shù)】
[0002]由于排放方面的規(guī)定不斷變嚴(yán)格，且對舒適性的要求不斷提高，對機(jī)動車輛尤其是其噴射系統(tǒng)的要求持續(xù)增加，尤其是在柴油發(fā)動機(jī)的情況下。在更好地了解系統(tǒng)的精確狀態(tài)的基礎(chǔ)上，可以更大程度上滿足這些嚴(yán)格的要求(效率、噪音等等)。于是，可以用補(bǔ)償破壞性影響的方式對不斷變化的條件作出反應(yīng)，例如燃料的不斷變化的壓力或不斷變化的溫度。對噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度的了解就是這樣一個(gè)相關(guān)變量，如果了解噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度，就能更好地調(diào)節(jié)噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的壓力，并且更精確地計(jì)量燃料噴射量。
[0003]上面指出的各方面尤其涉及特定一些柴油發(fā)動機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，在這些柴油發(fā)動機(jī)中，必須測量或監(jiān)測燃料軌中的燃料壓力和燃料溫度，以便對燃料噴射量實(shí)現(xiàn)精確計(jì)量。在這個(gè)背景下，目前為止，是通過單獨(dú)的溫度傳感器直接測量高壓區(qū)域中的燃料溫度，或者通過用軟件實(shí)施的建模來計(jì)算溫度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明是基于提供一種開頭說明的類型的方法這個(gè)目的，該方法可以用尤其有成本效益且簡單的方式執(zhí)行。
[0005]根據(jù)本發(fā)明用一種指定類型的方法實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，該方法包括下列步驟:
確定所述燃料噴射系統(tǒng)的封閉高壓燃料容積的基準(zhǔn)燃料溫度以及相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率，
執(zhí)行噴射，并且在噴射結(jié)束之后使所述壓電致動器放電，以使得所述伺服閥能夠關(guān)閉，但是在所述壓電致動器與所述伺服閥之間保持非剛性連接(kraftschlussigeVerbindung),
維持該電荷減少的狀態(tài)，并且確定所述封閉高壓燃料容積的固有頻率，以及將所確定的固有頻率與所述基準(zhǔn)固有頻率比較，并且由比較結(jié)果確定所述燃料溫度。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的方法使得可以對燃料噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中尤其是燃料軌或噴射器前向流中的燃料溫度執(zhí)行確定，并且不需要為這個(gè)用途使用溫度傳感器。這里討論的燃料噴射系統(tǒng)，尤其是柴油發(fā)動機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)，包括至少一個(gè)通過伺服閥操作的噴射器，該伺服閥通過壓電致動器致動。在這個(gè)伺服噴射器的情況下，通過致動伺服閥來起始閥針的打開。在這個(gè)背景下，給壓電致動器充電，直到其長度變化足以使致動器與伺服閥的閥頭之間的氣隙關(guān)閉且將閥頭抬離其底座為止。然后，控制空間中存在的壓力能夠經(jīng)由出流節(jié)流閥和伺服閥降低到返回流中。由于噴射器閥針中的力現(xiàn)在存在不均衡，所以使得噴射器閥針被抬離底座。到燃燒室中的噴射開始。
[0007]如果現(xiàn)在給壓電致動器放電，壓電致動器再次變短，并且伺服閥關(guān)閉。控制空間中的壓力可以增加，并且閥針關(guān)閉。噴射結(jié)束。
[0008]如果設(shè)有伺服閥的這樣一種燃料噴射系統(tǒng)中的壓電致動器現(xiàn)在被放電到一個(gè)程度，即雖然伺服閥能夠關(guān)閉，但是伺服閥(其閥頭)與壓電致動器之間保持非剛性連接，則可以使用正壓電效應(yīng)來測量控制空間中的壓力。以此方式，可以檢測閥針的關(guān)閉時(shí)間。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，然后使用壓電致動器的這種電荷減少的狀態(tài)來確定噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度。在噴射和泵送結(jié)束之后，壓電致動器的電荷減少的狀態(tài)維持較短一段時(shí)間，例如幾毫秒，結(jié)果是致動器電壓發(fā)生振蕩。這個(gè)壓力振蕩對應(yīng)于噴射系統(tǒng)的封閉高壓容積的固有頻率。
[0010]如果系統(tǒng)中的燃料溫度改變，則燃料密度并且因此燃料的固有頻率也改變。因此，通過測量發(fā)生的頻率(固有頻率及其變化)，可以得出關(guān)于現(xiàn)行燃料溫度的結(jié)論。
[0011]根據(jù)本發(fā)明，因此無需附加傳感器就可以測量噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域(燃料軌)中的燃料溫度或燃料溫度變化。
[0012]具體來說，使用根據(jù)本發(fā)明的方法，這里的程序使得，首先，確定燃料噴射系統(tǒng)的封閉高壓燃料容積的基準(zhǔn)燃料溫度以及相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率。由于使用根據(jù)本發(fā)明的方法只能測量溫度變化，所以首先必須確定和記錄基準(zhǔn)溫度。這個(gè)基準(zhǔn)燃料溫度可以與相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率存儲在一起。在這個(gè)基準(zhǔn)溫度以及基準(zhǔn)固有頻率的基礎(chǔ)上，同時(shí)考慮到相應(yīng)的燃料軌壓力，于是通過測量液壓固有頻率可以推斷燃料的溫度變化。在這個(gè)背景下，將所確定的(測量到的)固有頻率與基準(zhǔn)固有頻率比較。由比較結(jié)果確定燃料溫度變化或燃料溫度本身。
[0013]這里具體是由壓電致動器的沖程后電壓的振蕩來確定封閉高壓燃料容積的固有頻率。
[0014]使用根據(jù)本發(fā)明的方法，可以得到一系列優(yōu)點(diǎn)。結(jié)果是，可以更換掉一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器，因而可以減少這種燃料噴射系統(tǒng)的成本。如果存在一個(gè)提供溫度值的溫度傳感器，則可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法來檢驗(yàn)這個(gè)傳感器值的可信性。在溫度傳感器存在缺陷的情況下，通過根據(jù)本發(fā)明的方法可以提供等效值。還可以檢驗(yàn)由軟件中實(shí)施的建模得到的值的可信性。另外，可以實(shí)施調(diào)諧保護(hù)(通過根據(jù)本發(fā)明的方法測量到的溫度用于檢驗(yàn)這里的燃料軌壓力的可信性)。
[0015]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，如上文解釋，通過測量噴射過程之后的液壓固有頻率，在基準(zhǔn)溫度或基準(zhǔn)固有頻率的基礎(chǔ)上，推斷燃料溫度變化。優(yōu)選地通過考慮到相應(yīng)燃料軌壓力完成這個(gè)操作。
[0016]在根據(jù)本發(fā)明的方法中，優(yōu)選地用機(jī)動車輛的至少一個(gè)溫度傳感器確定基準(zhǔn)燃料溫度。在這個(gè)方法變體中，可以由存在的一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器(例如外部溫度傳感器)確定基準(zhǔn)溫度，并且將基準(zhǔn)溫度與相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率存儲在一起。在這個(gè)背景下，優(yōu)選地在機(jī)動車輛啟動時(shí)確定基準(zhǔn)燃料溫度，結(jié)果是對于根據(jù)本發(fā)明的方法在每種情況下都能獲得更新后的基準(zhǔn)燃料溫度或基準(zhǔn)固有頻率。在另一個(gè)方法變體中，從表格和/或特性曲線圖獲得基準(zhǔn)燃料溫度以及相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率，并且使其可供根據(jù)本發(fā)明的方法使用。
[0017]優(yōu)選地使用根據(jù)本發(fā)明的方法來測量柴油發(fā)動機(jī)的噴射系統(tǒng)的燃料軌或噴射器前向流中的溫度。
【附圖說明】
[0018]下面將在示例性實(shí)施例的基礎(chǔ)上并且配合各圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，圖中:
圖1示出了表示隨時(shí)間變化而繪制的致動器電壓和噴射速度的輪廓的曲線圖；以及圖2示出了用于確定燃料溫度的方法的各個(gè)步驟的示意性流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在下面的示例性實(shí)施例中，確定柴油發(fā)動機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度。該燃料噴射系統(tǒng)設(shè)有至少一個(gè)通過伺服閥操作的噴射器，該伺服閥通過壓電致動器致動。這樣一種噴射系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)方法是公知的，因此這里不再進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020]在已經(jīng)用該至少一個(gè)噴射器執(zhí)行了噴射過程之后，給相關(guān)聯(lián)的壓電致動器放電。然而，最初只將壓電致動器放電到這樣一個(gè)程度:雖然伺服閥能夠關(guān)閉，但是伺服閥的閥頭與壓電致動器之間仍然保持非剛性連接。在噴射和泵送結(jié)束之后，這種電荷減少的狀態(tài)會維持幾毫秒，結(jié)果是致動器電壓發(fā)生相應(yīng)的振蕩。圖1中圖解說明了這個(gè)現(xiàn)象。在圖1的曲線圖中，縱座標(biāo)左邊標(biāo)的是致動器電壓，右邊標(biāo)的是噴射速度。橫坐標(biāo)上標(biāo)的是時(shí)間。致動器電壓的輪廓通過曲線I表征。閥針關(guān)閉點(diǎn)通過2表示。如曾提到的，然后，電荷減少的狀態(tài)維持幾毫秒，結(jié)果是這里發(fā)生電壓的相應(yīng)振蕩，通過3表征，并且對應(yīng)于封閉燃料容積的液壓固有頻率。
[0021]噴射速度的輪廓通過曲線4表示。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，然后測量封閉高壓燃料容積的固有頻率。然后可以由此確定燃料溫度。具體來說，圖2中的流程圖中圖解說明了這里的程序。
[0022]由于上文說明的方法只能測量到溫度變化，所以車輛啟動時(shí)，必須首先記錄基準(zhǔn)溫度。根據(jù)步驟10，由存在的一個(gè)或更多個(gè)溫度傳感器確定燃料的基準(zhǔn)溫度，并且將該基準(zhǔn)溫度與相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率一起存儲。這個(gè)基準(zhǔn)溫度的相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率可以由相應(yīng)的表格或特性曲線圖來確定。在隨后的步驟11中，將基準(zhǔn)溫度與相關(guān)聯(lián)的固有頻率一起存儲。
[0023]然后發(fā)生常規(guī)噴射過程，所述噴射過程通過步驟12表征。在伺服閥已經(jīng)關(guān)閉并且根據(jù)步驟13用壓電致動器的減少的電荷在閥與壓電致動器之間維持非剛性連接之后，由致動器電壓(沖程后電壓)的壓力振蕩確定相關(guān)聯(lián)的固有頻率(步驟14)。這里可以使用致動器電壓與固有頻率之間的已知關(guān)系作為相應(yīng)計(jì)算操作的基礎(chǔ)。
[0024]在步驟15中，將所確定的固有頻率與存儲的基準(zhǔn)固有頻率比較。在這個(gè)背景下，考慮到相應(yīng)燃料軌壓力。通過使用表格或特性曲線圖，可以由固有頻率的相應(yīng)變化或固有頻率之間的差異來確定燃料溫度與基準(zhǔn)溫度相比的變化?？梢杂纱送茖?dǎo)出相應(yīng)的燃料溫度值(步驟16)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于確定機(jī)動車輛的燃料噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度的方法，所述燃料噴射系統(tǒng)設(shè)有通過伺服閥操作的至少一個(gè)噴射器，所述伺服閥通過壓電致動器致動，所述方法包括下列步驟: 確定所述燃料噴射系統(tǒng)的封閉高壓燃料容積的基準(zhǔn)燃料溫度以及相關(guān)聯(lián)的基準(zhǔn)固有頻率， 執(zhí)行噴射，并且在所述噴射結(jié)束之后使所述壓電致動器放電，以使得所述伺服閥能夠關(guān)閉，但是在所述壓電致動器與所述伺服閥之間保持非剛性連接， 維持該電荷減少的狀態(tài)，并且確定所述封閉高壓燃料容積的固有頻率，以及 將所確定的固有頻率與所述基準(zhǔn)固有頻率比較，并且由比較結(jié)果確定所述燃料溫度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，由所述壓電致動器的沖程后電壓的振蕩確定所述封閉高壓燃料容積的所述固有頻率。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，用所述機(jī)動車輛的至少一個(gè)溫度傳感器確定所述基準(zhǔn)燃料溫度。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，從表格和/或特性曲線圖獲得所述基準(zhǔn)燃料溫度。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述機(jī)動車輛啟動時(shí)確定所述基準(zhǔn)燃料溫度。6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用所述方法來測量柴油發(fā)動機(jī)的噴射系統(tǒng)的燃料軌或噴射器前向流中的所述燃料溫度。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定機(jī)動車輛的燃料噴射系統(tǒng)的高壓區(qū)域中的燃料溫度的方法。所述燃料噴射系統(tǒng)設(shè)有通過伺服閥操作的至少一個(gè)噴射器，所述伺服閥通過壓電致動器致動。在執(zhí)行噴射過程之后，在噴射結(jié)束后使壓電致動器放電，以使得所述伺服閥能關(guān)閉，但是在所述壓電致動器與所述伺服閥之間存在非剛性連接。維持該電荷減少的狀態(tài)。記錄由此得到的致動器電壓的壓力振蕩，并且據(jù)此推斷封閉高壓燃料容積的液壓固有頻率?？梢杂伤龉逃蓄l率確定現(xiàn)行燃料溫度。
【IPC分類】F02M63/00, F02D41/20, F02M57/00, F02M47/02
【公開號】CN104956055
【申請?zhí)枴緾N201380072220
【發(fā)明人】C.鮑爾
【申請人】大陸汽車有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2013年12月11日
【公告號】DE102013201780B3, US20150362382, WO2014117897A1