用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的方法
【專利說(shuō)明】用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的方法，該燃料噴射系統(tǒng)具有高壓蓄存器(蓄壓管)和把燃料輸送到高壓蓄存器中的燃料高壓栗，該燃料高壓栗帶有數(shù)字的輸入閥。
[0002]這種燃料噴射系統(tǒng)應(yīng)用在現(xiàn)代汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中。它們除了具有噴入噴射器、高壓蓄存器(蓄壓管)外，還具有用于產(chǎn)生必需的壓力的燃料高壓栗。在此，燃料從燃料罐被預(yù)輸送栗輸送給高壓栗，該高壓栗把燃料在高壓下輸送至高壓蓄存器。通過(guò)高壓蓄存器(蓄壓管)來(lái)對(duì)噴入噴射器予以饋送。
[0003]在現(xiàn)代噴射系統(tǒng)中采用帶有數(shù)字輸入閥的燃料高壓栗。數(shù)字輸入閥在此系指，它僅僅處于打開(kāi)位置或關(guān)閉位置，但并不被控制處于中間位置。這種數(shù)字輸入閥被電磁地操縱。在輸入階段，輸入閥打開(kāi)，從而高壓栗的活塞可以把燃料吸入到氣缸中。在輸送階段，輸入閥關(guān)閉，高壓栗的活塞把燃料壓入到高壓系統(tǒng)中。
[0004]在其它實(shí)施方式中(無(wú)電時(shí)關(guān)閉的閥D/V)，輸入閥在抽吸情況下電地被保持打開(kāi)，而在排出階段則被去激活，如果希望輸送的話。
[0005]為了操縱這種數(shù)字輸入閥，需要電能。此外，由于數(shù)字輸入閥的打開(kāi)/關(guān)閉，會(huì)產(chǎn)生開(kāi)關(guān)噪聲。這種噪聲的產(chǎn)生是并非所愿的。通常還存在如下興趣:降低這種噴射系統(tǒng)的能量消耗。
[0006]為了減小因控制進(jìn)而關(guān)閉和/或打開(kāi)數(shù)字輸入閥而產(chǎn)生的噪聲，已知有一些方法。所述方法的一個(gè)例子是，采用用來(lái)控制數(shù)字輸入閥的特定的電流曲線。這種方法相當(dāng)繁瑣。
[0007]本發(fā)明的目的在于，提出一種用于驅(qū)動(dòng)開(kāi)篇所述類型的燃料噴射系統(tǒng)的方法，該燃料噴射系統(tǒng)利用簡(jiǎn)單的機(jī)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)使得燃料高壓栗特別低噪聲地工作。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，按照所述方法，該目的的實(shí)現(xiàn)方式為，相比于噴射系統(tǒng)的噴射器的噴射過(guò)程的數(shù)量，減少用于數(shù)字輸入閥的控制脈沖數(shù)量，進(jìn)而減少栗輸送沖程的數(shù)量。
[0009]針對(duì)上述燃料噴射系統(tǒng)，燃料高壓栗的輸送通常與噴射同步地進(jìn)行，即根據(jù)每次噴射來(lái)進(jìn)行，或者在時(shí)間上相同地歷經(jīng)栗輸送沖程，該栗輸送沖程補(bǔ)償因噴射引起的量損失，并補(bǔ)償可能存在的泄漏?，F(xiàn)在，本發(fā)明的方法與此不同。根據(jù)本發(fā)明，有針對(duì)性地進(jìn)行非噴射同步的栗輸送。換句話說(shuō)，用于在高壓栗上的數(shù)字輸入閥的控制脈沖的數(shù)量相比于噴射過(guò)程的數(shù)量有所減少，這導(dǎo)致由數(shù)字輸入閥引起的噪聲產(chǎn)生減小，并導(dǎo)致因控制引起的能量需求減小。通過(guò)開(kāi)關(guān)頻繁度的減小，還減小了載荷循環(huán)數(shù)(在壽命期間的閥運(yùn)動(dòng)次數(shù))，這也對(duì)高壓栗或噴射閥的持久性產(chǎn)生積極影響。采用試驗(yàn)技術(shù)已確知，相比于對(duì)輸入閥的已知的噴射同步式的操縱，通過(guò)節(jié)省開(kāi)關(guān)過(guò)程已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了大約4dB(A)的噪聲減小。
[0010]優(yōu)選在考慮到根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排放極限值而要遵守的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍的情況下，減小控制脈沖的數(shù)量。
[0011]在本發(fā)明的方法的這種變型中，考慮到使得用于數(shù)字輸入閥的控制脈沖的數(shù)量進(jìn)而使得栗輸送沖程的數(shù)量相比于噴射過(guò)程的數(shù)量?jī)H僅減小一定程度，從而由此保持由內(nèi)燃機(jī)的排放極限值產(chǎn)生的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍。例如來(lái)自廢氣法律規(guī)定(EU4、EU5、EU6等)的這種排放極限值和由此得到的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍是已知的，或者可以算得，或者可以采用試驗(yàn)技術(shù)來(lái)求得。例如利用柴油-共軌-噴射系統(tǒng)進(jìn)行的內(nèi)燃機(jī)研究表明，相比于用來(lái)達(dá)到當(dāng)前排放極限(EU6)的壓力設(shè)定點(diǎn)的、至多16%的與發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)的偏差可以是允許的。如果已經(jīng)求得這種蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍，則根據(jù)本發(fā)明可以這樣做，在內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行中連蓄地提高節(jié)省的控制脈沖的數(shù)量，直至達(dá)到相應(yīng)的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍的下限，然后又控制輸入閥，以便重新以輸送開(kāi)始。
[0012]在此，控制脈沖的數(shù)量?jī)?yōu)選根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)減小，進(jìn)而根據(jù)所要求的噴射量和/或可能存在的泄漏而減小。例如，控制脈沖的數(shù)量在空載運(yùn)行或部分負(fù)載中減小。
[0013]高壓栗經(jīng)過(guò)特殊控制，從而在控制脈沖數(shù)量減小之后輸送相比而言較大的燃料量，以便補(bǔ)償壓力損失。
[0014]在本發(fā)明的方法的一種特殊的實(shí)施方式中，采用試驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定每個(gè)內(nèi)燃機(jī)在其研發(fā)階段的要保持的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍。然后在內(nèi)燃機(jī)的后蓄運(yùn)行中，控制高壓栗的數(shù)字輸入閥，從而節(jié)省輸入閥的至少一個(gè)開(kāi)關(guān)過(guò)程，而不會(huì)低于或者離開(kāi)采用試驗(yàn)技術(shù)求得的蓄壓管壓力極限值或相應(yīng)的蓄壓管壓力范圍。
[0015]如已述，本發(fā)明的方法優(yōu)選僅僅在發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族的一定的部分內(nèi)實(shí)施，比如在空載時(shí)或者在部分負(fù)載情況下實(shí)施。
[0016]為了規(guī)定一種能用來(lái)從對(duì)噴射閥的噴射同步式的控制切換到非噴射同步式的控制的切換方案，有益地在發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)中實(shí)施相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族。通過(guò)這種方式可以執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的蓄壓管壓力控制策略。
[0017]在本發(fā)明的方法的另一變型中，預(yù)先計(jì)算由噴射引起的壓力下降，由此確定要保持的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍，在其上或其內(nèi)，偶爾通過(guò)減少控制脈沖來(lái)使得栗輸送去激活。在此，可以利用由發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)算得的噴射量，通過(guò)物理關(guān)系式“壓力下降=燃料的壓縮模型*高壓下的體積變化/整個(gè)高壓體積”來(lái)預(yù)先計(jì)算因噴射引起的壓力下降。在此，可以把相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)特定的數(shù)據(jù)比如高壓體積和燃料特定的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)中。
[0018]通過(guò)對(duì)數(shù)字輸入閥的相應(yīng)的去激活，在相應(yīng)的關(guān)鍵的工作狀態(tài)下，主要在空載中，減小噪聲產(chǎn)生。此外，由此有助于減小能量需求。在壽命期間閥的切換次數(shù)也減少了。
[0019]本發(fā)明的方法也可以應(yīng)用于一種噴射系統(tǒng)，這種噴射系統(tǒng)的燃料高壓栗除了具有數(shù)字輸入閥外，還具有數(shù)字的輸出閥。在此，與數(shù)字輸入閥類似地控制數(shù)字的輸出閥。
[0020]可以把本發(fā)明的方法與已有的噪聲減小措施組合起來(lái)，例如Whispering函數(shù)，用于控制高壓栗的數(shù)字輸入閥。
[0021]下面借助實(shí)施例詳述本發(fā)明的方法。唯一的附圖示出各個(gè)方法步驟的示意性的方框圖。
[0022]在本發(fā)明的方法的步驟I中，采用試驗(yàn)技術(shù)來(lái)求取蓄壓管壓力的極限值，蓄壓管壓力可以下降至該極限值，而并不會(huì)由此超過(guò)來(lái)自例如EU6的廢氣法律規(guī)定的相應(yīng)的排放極限值。蓄壓管壓力的相應(yīng)的極限值或極限范圍被存儲(chǔ)在發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)中。此外在步驟2中根據(jù)例如發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和噴射量等來(lái)實(shí)施相應(yīng)的特性曲線族，以便能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的蓄壓管壓力控制策略進(jìn)行切換。
[0023]在燃料噴射系統(tǒng)或相應(yīng)車輛的工作中，在本發(fā)明的方法的步驟3中，如果發(fā)動(dòng)機(jī)例如處于空載中，就根據(jù)本發(fā)明的蓄壓管壓力控制策略進(jìn)行切換。在這種情況下，利用高壓栗進(jìn)行的燃料輸送，即對(duì)高壓栗的數(shù)字輸入閥的控制，中斷一段時(shí)間，直至達(dá)到所存儲(chǔ)的蓄壓管壓力極限值。這里例如涉及到一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)輸送沖程，從而省去用于噴射閥的一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)切換過(guò)程。在步驟4中，將輸入閥去激活，直至達(dá)到蓄壓管壓力極限值，由此實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的蓄壓管壓力策略。
[0024]如果達(dá)到了蓄壓管壓力的所存儲(chǔ)的極限值，就將高壓栗的數(shù)字輸入閥再次激活，并把相比而言比較大的燃料量輸送到蓄壓管中，以便快速地補(bǔ)償相應(yīng)的壓力損失。這在步驟5中示出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的方法，該燃料噴射系統(tǒng)具有高壓蓄存器(蓄壓管)和把燃料輸送到高壓蓄存器中的燃料高壓栗，該燃料高壓栗帶有數(shù)字的輸入閥，其特征在于，相比于噴射系統(tǒng)的噴射器的噴射過(guò)程的數(shù)量，減少用于數(shù)字輸入閥的控制脈沖數(shù)量，進(jìn)而減少栗輸送沖程的數(shù)量。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在考慮到根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的排放極限值而要遵守的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍的情況下，減小控制脈沖的數(shù)量。3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而根據(jù)所要求的噴射量和/或可能存在的泄漏，減小控制脈沖的數(shù)量。4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，高壓栗經(jīng)過(guò)適當(dāng)控制，從而在控制脈沖數(shù)量減小之后輸送相比而言較大的燃料量，以便補(bǔ)償壓力損失。5.如權(quán)利要求2-4中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，采用試驗(yàn)技術(shù)來(lái)確定所述內(nèi)燃機(jī)或每個(gè)內(nèi)燃機(jī)在其研發(fā)階段的要保持的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍。6.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，該方法僅僅在發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族的一定的部分內(nèi)實(shí)施，比如在空載時(shí)或者在部分負(fù)載情況下實(shí)施。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，在發(fā)動(dòng)機(jī)控制機(jī)構(gòu)中實(shí)施相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)特性曲線族，用來(lái)把蓄壓管壓力控制策略從噴射同步切換到非噴射同步。8.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，預(yù)先計(jì)算由噴射引起的壓力下降，由此確定要保持的蓄壓管壓力極限值或蓄壓管壓力范圍，在其上或其內(nèi)，偶爾通過(guò)減少控制脈沖來(lái)使得栗輸送去激活。9.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的用于一種噴射系統(tǒng)的方法，這種噴射系統(tǒng)的燃料高壓栗除了具有數(shù)字輸入閥外，還具有數(shù)字的輸出閥，其特征在于，與數(shù)字輸入閥類似地控制數(shù)字的輸出閥。
【專利摘要】介紹一種用于驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的燃料噴射系統(tǒng)的方法。該燃料噴射系統(tǒng)包括高壓蓄存器(蓄壓管)和把燃料輸送到高壓蓄存器中的燃料高壓泵，該燃料高壓泵帶有數(shù)字的輸入閥。相比于噴射系統(tǒng)的噴射器的噴射過(guò)程的數(shù)量，減少用于數(shù)字輸入閥的控制脈沖數(shù)量，進(jìn)而減少泵輸送沖程的數(shù)量，以便通過(guò)這種方式減小噪聲產(chǎn)生和能量消耗。
【IPC分類】F02D41/38, F02D41/20
【公開(kāi)號(hào)】CN105593500
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480040878
【發(fā)明人】H·里普爾, T·里奇
【申請(qǐng)人】大陸汽車有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2014年6月16日
【公告號(hào)】DE102013214083B3, US20160177842, WO2015007446A1