專利名稱：：用于在內(nèi)燃機中控制噴射的方法和控制儀的制作方法用于在內(nèi)燃機中控制噴射的方法和控制儀
背景技術(shù)：
：由于比如在歐洲和美國在排放立法方面的要求增加，在共軌燃料噴射系統(tǒng)中達到所噴射的燃料量的高精確度變得越來越重要。另一方面，向?qū)淼墓曹壪到y(tǒng)的最大的軌壓提出不斷增加的要求。為了能夠滿足對高軌壓的愿望，必須減小泄漏損失。另外，這通過輸送階段的縮短來實現(xiàn)?？s短的輸送階段尤其在轉(zhuǎn)速高時導(dǎo)致高輸送流量并且由此導(dǎo)致軌中出現(xiàn)陡峭的壓力梯度，這給所期望的噴射量的精確配量造成困難。為了盡可能精確地為每個噴射器實現(xiàn)所期望的噴射量，在噴射器的觸發(fā)之前不久借助于壓力傳感器來測量軌中的壓力并且用該壓力值從組合特性曲線即所謂的流量-觸發(fā)持續(xù)時間-組合特性曲線中求得觸發(fā)持續(xù)時間。通過為減少噪聲所必需的設(shè)在壓力傳感器及控制儀中的不同的低通濾波器，在所述控制儀中的真實的軌壓信號具有時間遲延地出現(xiàn)。此外，必須在給所述噴射器真正通電之前早在動態(tài)的中斷(Interrupt)中就讀出壓力，用于在控制儀中還預(yù)留足夠的時間用于計算所必需的觸發(fā)持續(xù)時間?？傊纱嗽跍y量壓力值和在控制儀中可使用該壓力值之間產(chǎn)生時間遲延△t，在所述控制儀中所述壓力值可以用于求得所述噴射器的觸發(fā)持續(xù)時間。在有些具有高轉(zhuǎn)速并且由此具有陡峭的軌壓梯度的工作點中，通過上面所提到的遲延△t在所述在控制儀中所使用的所測量的軌壓和實際上在噴射時刻存在的軌壓之間產(chǎn)生高達80bar的壓差。此外因為所述噴射量依賴于在軌上存在的壓力，所以這種壓力偏差導(dǎo)致顯著的噴射量誤差。從DE19857971Al中公開了一種方法，在該方法中通過線性內(nèi)插法求得在噴射開始的時刻的壓力值。但是該方法在所述壓力梯度很陡并且此外還經(jīng)受劇烈波動時僅僅能夠受限制地使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種方法，該方法實現(xiàn)了噴射量的更加精4確的計量并且能夠以盡可能低廉的成本來實現(xiàn)。按本發(fā)明，該任務(wù)在一種用于運行用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)的方法中得到解決，所述燃料噴射系統(tǒng)具有高壓泵、共軌、壓力傳感器、至少一個噴射閥以及用于觸發(fā)所述噴射閥的控制儀，其中為每次噴射在第一時刻檢測所述共軌的第一軌壓PRaiM并對其進行分析，其中所述第一時刻在所述噴射器的噴射之前相隔時間間隔△T，所述任務(wù)通過以下方式得到解決，即為每次噴射在第二時刻檢測所述共軌的第二軌壓PRail-2，所述第二時刻遲于所述第一時刻并且所述在第一時刻為噴射j檢測到的第一軌壓pRaiN1(j)依賴于在時間上更早的噴射(j-r)的第二時刻t2(j-r)檢測到的第二軌壓PRaiN2(j-r)來校正。按本發(fā)明的方法利用這樣的事實，即從在第一時刻&第一軌壓PRail.l的檢測與在第一時刻t2第二軌壓PRaU.2的檢測之間的時間遲延中產(chǎn)生的誤差具有一定的規(guī)律性。由此可以將這種從已經(jīng)過去的噴射j-r中比較精確地了解的系統(tǒng)性的誤差用于在下次噴射j時對所述第一軌壓PRail-l進行校正。由此可以明顯降低關(guān)于軌壓的誤差并且因此更加精確地對噴射量進行計量。在此不需要額外的硬件。按本發(fā)明的方法的另一個重要的優(yōu)點是，不需要任何額外的硬件，因為僅僅必須通過本來就存在的壓力傳感器進行額外的壓力測量。按本發(fā)明的方法由此也可以在早已批量生產(chǎn)的燃料噴射系統(tǒng)中通過軟件更新來實現(xiàn)。在按本發(fā)明的方法的另外的優(yōu)選的設(shè)計方案中，為了對在所述噴射j的第一時刻h的第一軌壓進行校正，也考慮在時間上更早的噴射j-r的第一軌壓pRaiM(j-r)。由此可以進一步改進軌壓的校正并且進一步改進所噴射的燃料量的精確度。按本發(fā)明的方法的一種特別優(yōu)選的設(shè)計方案規(guī)定，按照在權(quán)利要求3中所示出的方程式來校正所述第一軌壓pRaiM。為了對該方程式進行解釋引入以下概念工作循環(huán)是指在根據(jù)四沖程方法工作的內(nèi)燃機中曲軸旋轉(zhuǎn)兩圏，相當于720°的曲軸角度。在一個這樣的工作循環(huán)之內(nèi)，所述內(nèi)燃機的m個氣缸中的每個氣缸都經(jīng)過四沖程發(fā)動機的所有四個沖程(吸氣、壓縮、做功、排氣)。而后在下一個工作循環(huán)中重復(fù)所述流程，使得所述過程在內(nèi)燃機內(nèi)部關(guān)于工作循環(huán)是周期性的。在此利用循環(huán)5變量j，用于給內(nèi)燃機的m個氣缸編號。在本發(fā)明的意義上，所述噴射j意味著，朝具有編號j的氣缸中噴射燃料。在一個工作循環(huán)之內(nèi)，朝所述內(nèi)燃機的m個氣缸的每個氣缸中噴入一次燃料，其中結(jié)合本發(fā)明沒有在主噴射、預(yù)噴射和補充噴射之間做出區(qū)分，因為按本發(fā)明的方法可以應(yīng)用在主噴射和/或預(yù)噴射和/或補充噴射中。因為燃料高壓泵與內(nèi)燃機的曲軸進行剛性耦合，所以所述燃料高壓泵的輸送沖程也跟隨某種周期性，其中所述輸送沖程的周期性優(yōu)選通常是所述工作循環(huán)的整數(shù)倍。在一個工作循環(huán)之內(nèi)所述輸送沖程的數(shù)目依賴于所述燃料高壓泵的泵元件的數(shù)目以及依賴于內(nèi)燃機的燃料高壓泵與曲軸之間的變換系數(shù)。通常在一個工作循環(huán)之內(nèi)所述輸送沖程的數(shù)目是一個整數(shù)。因此。比如在4缸內(nèi)燃機中可以規(guī)定，在一個工作循環(huán)之內(nèi)由所述燃料高壓泵執(zhí)行兩個輸送沖程。因此，如果現(xiàn)在比如在4缸內(nèi)燃才幾中在一個工作循環(huán)之內(nèi)進行四次噴射以及所述燃料高壓泵的兩個輸送沖程，那就在每第二次噴射上取消一個輸送沖程。這也意味著，在當前的噴射j之前的兩次噴射j-2在軌中已經(jīng)具有非常類似的壓力情況。按本發(fā)明的方法利用這種效應(yīng)，用于對下一次噴射j的當前的噴射壓力PRaiM進行校正。通過按本發(fā)明的方法，可以明顯地減少因有誤差的壓力值引起的噴射量誤差。在所介紹的例子中，當前噴射j和類似的更早的噴射之間的錯位等于2。該錯位在下面用字母r來表示。因此，結(jié)合按權(quán)利要求3的方程式，對于4缸內(nèi)燃機的上面所說明的例子來說適用r=2。在此應(yīng)該注意，僅僅在使用具有泵的噴射同步的輸送性能和足夠的均勻輸送性能的直列缸系統(tǒng)的情況下才可以動用在點火順序中處于前面的氣缸。在使用非噴射同步的變換系數(shù)和/或使用V系統(tǒng)時，軌壓曲線在噴射的環(huán)境中在各個氣缸之間有偏差。因此，必須依賴于系統(tǒng)在點火順序中以相應(yīng)于錯位r的一個或者多個氣缸的幅度返回到過去，用于能夠使用從在噴射到氣缸j-r中的噴射j-r中得知的第一軌壓PRan-i(j-r)和第二軌壓pRail_2(j-r)來對當前能夠使用的第一軌壓PRail-l(j)進行校正。在下列表格中，為流行的發(fā)動機方案和在內(nèi)燃機與燃料高壓泵之間的變換系數(shù)說明所述錯位r。<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>表格l:在不同的發(fā)動機結(jié)構(gòu)類型中錯位r與每工作循環(huán)的輸送沖程的關(guān)系。在本發(fā)明的另外的有利的設(shè)計方案中，為了對所述噴射j的第一軌壓PRail-l(j)進行校正，考慮氣虹j-r的第二軌壓PRaH-2和/或所領(lǐng)'J量的第一軌壓pRaiM，其中在氣缸j和j-r中直接在噴射之前和/或在噴射的過程中存在類似的壓力情況。按本發(fā)明的任務(wù)同樣通過一種控制儀得到解決，該控制儀根據(jù)按本發(fā)明的方法之一來工作。本發(fā)明的其它優(yōu)點和有利的設(shè)計方案可從以下附圖、其說明及權(quán)利要求中獲知。所有在附圖、其說明中及在權(quán)利要求中所提到的特征不僅單個地而且以彼此間任意的組合地對本發(fā)明來說是重要的?！綀D示出圖1是共軌燃料噴射系統(tǒng)的示意圖，并且圖2是在每工作循環(huán)具有兩個輸送沖程的四缸內(nèi)燃機中在一個7工作循環(huán)之內(nèi)的壓力曲線。具體實施例方式圖1示意示出了用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)，下面借助于該燃料噴射系統(tǒng)對按本發(fā)明的方法進行解釋。用ioo來表示噴射器，通過所述噴射器來給未示出的內(nèi)燃機的各個燃燒室配量燃料。每個噴射器IOO被分配給所述未示出的內(nèi)燃機的氣缸。在按圖l的實施例中，示出了4缸內(nèi)燃機的三個噴射器100-1到100-4。在內(nèi)燃機的氣缸數(shù)m不同時，噴射器100-1到100-m的數(shù)目相應(yīng)地發(fā)生變化。所述噴射器由下面稱為"共軌"的蓄壓器200來加載燃料。所述共軌200通過高壓管路210與高壓泵220相連接。所述高壓泵220又通過低壓管路240與大多數(shù)構(gòu)造為電燃料泵的低壓泵250相連接。所述低壓泵250優(yōu)選布置在燃料箱255中。在所述蓄壓器200上布置了壓力傳感器205。在所述低壓泵250和高壓泵220之間布置了量控制閥230。作為替代方案，所述量控制閥230也可以布置在所述高壓泵220和共軌200之間(未示出)。所述量控制閥230和噴射器100由輸出級160加載電壓。所述輸出級160優(yōu)選集成在控制儀260中，該控制儀260對壓力傳感器205和其它不同的傳感器270的輸出信號進行處理。所述燃料噴射系統(tǒng)現(xiàn)在以如下方式進行工作所述低壓泵250將處于燃料箱255中的燃料通過所述低壓管路240輸送給高壓泵220。該高壓泵220對燃料進行壓縮并將其通過所述高壓管路210輸送到蓄壓器中，通過觸發(fā)所述噴射器100-j，可以控制燃料到第j個氣缸中的噴射j的開始和結(jié)束。這種控制依賴于所述內(nèi)燃機的用所述傳感器270檢測的運行特征參量來進行。借助于所述壓力傳感器205來檢測在所述蓄壓器200中存在的燃料壓力prail(t)并且優(yōu)選在控制儀260中對其進行分析。依賴于所測量的壓力值prail來如此對所述量控制岡230進行觸發(fā)，從而在共軌200中調(diào)節(jié)壓力額定值ps。n。借助于所述量控制閥230可以控制由所述高壓泵220輸送的燃料量并且由此控制蓄壓器200中的壓力形成。此外有必要的是，在特定的第一時刻對所述量控制閥230進行觸發(fā)并且在第二時刻取消觸發(fā)。為了實現(xiàn)精確的壓力控制，8有必要在經(jīng)過精確預(yù)先計算的時刻來打開和/或關(guān)閉所述量控制閥230。在此有利的是，在所述量控制閥230的觸發(fā)和實際的反應(yīng)也就是該量控制閥230的打開和/或關(guān)閉之間的遲延時間盡可能地小。在符合需要地控制壓力時，所述高壓泵220輸送對在蓄壓器200中壓力piu"的保持或所期望的變化來說必要的燃料質(zhì)量。圖2以圖表形式示出了在超過一個相當于720。的曲軸角的工作循環(huán)的范圍內(nèi)軌壓p^u的變化曲線。通過線條280表示的軌壓pRail(t)跟隨周期性的模型。在相當于從0。到720°的曲軸角的一個工作循環(huán)之內(nèi)，進行了兩次輸送沖程。這些輸送沖程可以在曲軸角為180。和540。時在軌壓pRail(t)的最大值上看出。所述兩次輸送沖程直接處于到所述內(nèi)燃機的氣缸2和4中的噴射之前。所述內(nèi)燃機的全部四個氣缸的噴射j通過編號的標記j=l、j=2、j=3和j=4來表示。在相應(yīng)于標記j=l和j=3的氣缸1和3的噴射過程中，所述燃料高壓泵沒有進行輸送。因為通過將燃料噴射到燃燒室中這一過程減少了在共軌200中存在的燃料量，所以共軌200中的壓力PRai,在噴射1和3的過程中下降。這一點也可以借助于第一線條280清楚地看出。因為如早已提到的一樣，從所述軌壓pR^的檢測直到噴射，一定的時間遲延是不可避免的，所以所述比如在曲軸角為0。時計算用于將燃料噴射到第一氣缸中的噴射j-l的噴射持續(xù)時間的控制儀必須動用在時刻^(j=l)所測量的第一軌壓PRaiw(j=l)。因為在曲軸角為0。時在時刻^(j-l)和第一噴射j=l之間沒有通過所述燃料高壓泵來輸送燃料，所以所述軌壓pRau在這個時間間隔AT之內(nèi)幾乎保持恒定。在噴射到所述第二氣缸中的噴射j=2時表現(xiàn)則不同，這通過標記j=2來示出。在這里也繪出時間間隔AT。在進行這次噴射時，由于通過所述燃料高壓泵進行的輸送，所述壓力PRai,在該時間間隔厶T中發(fā)生顯著變化，該時間間隔AT在時刻^(j-2)時開始并且以在曲軸角為180°時的噴射結(jié)束。如果現(xiàn)在如在傳統(tǒng)的用于控制內(nèi)燃機的噴射量的方法中常見的一樣僅僅考慮使用在時刻^(j-2)時用于第二噴射j-2的第一軌壓pRaiw(j=2)來確定噴射持續(xù)時間，那么實際噴射的燃料量將會大于所期望的燃料量，因為在第二噴射j-2開始時，共軌200中實際存在的壓力pRail明顯高于作為觸發(fā)持續(xù)時間的求得的基礎(chǔ)的壓力pRaiM。在圖2所示的圖表中，在第二噴射〗=2時第二軌壓PRaii-2與第一軌壓PRaiM之間的壓差大約為80bar!按本發(fā)明現(xiàn)在規(guī)定，在每次噴射j之前還應(yīng)該在第二時刻t2(j)檢測所述軌壓。這個第二時刻t2(j)直接在噴射開始之前或者與噴射同時開始。所述第二軌壓pRaiU2和所述第一軌壓PRaiW之間的壓差在這里的情況中大約為80bar。如可以從圖2中看出的一樣，這個系統(tǒng)的"誤差"在通過標記〗=4表示的且在曲軸角為540。時進行的第四噴射j=4時以幾乎相同的方式進行重復(fù)。按本發(fā)明的方法利用這種周期性，方法是通過為所述第二噴射』=2求得的壓差(pRaiN2(j=2)-pRaiM(j=2))對在時刻(j=4)的第四噴射〗=4之前測量的第一軌壓pRaiM(j=4)進行校正。由此可以明顯地降低在噴射量方面應(yīng)該歸因于有誤差的壓力值的誤差。10權(quán)利要求1.用于運行用于內(nèi)燃機的燃料噴射系統(tǒng)的方法，所述燃料噴射系統(tǒng)具有高壓泵(220)、共軌(200)、壓力傳感器(205)、至少一個噴射閥(100-j，其中j＝1到m)以及用于觸發(fā)所述噴射閥(100)的控制儀(160)，其中為噴射(j)在第一時刻(t1(j))檢測所述共軌(200)的第一軌壓(pRail-1(j))并對該第一軌壓(pRail-1(j))進行分析，其中所述第一時刻(t1(j))在所述噴射器(100-j)的噴射(j)之前相隔時間間隔(ΔT)，其特征在于，為每次噴射(j)在第二時刻(t2(j))檢測所述共軌(200)的第二軌壓(pRail-2(t2(j))，所述第二時刻(t2(j))遲于所述第一時刻(t1(j))并且對在第一時刻(t1(j))為噴射(j)檢測到的第一軌壓(pRail-1(j))依賴于在時間上更早的噴射(j-r)的第二時刻t2(j-r)檢測到的第二軌壓pRail-2(t2(j-r))進行校正。2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，為了對所述第一軌壓PRaiM(j))進行校正也考慮在時間上更早的噴射(j-r)的笫一軌壓(pRaiM("(j畫r))。3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，按照以下方程式來校正所述第一軌壓(pRaiM(j)):PRail-l,korr(tl(j))=PRail-l(tl(j))+[pRai|-2(t2(j-r)-pRai|-l(tl(j-r)J;其中PRaiM，k。rr(^(j)):噴射j的經(jīng)過校正的第一軌壓；PRa"-i(j)):噴射j的所測量的第一軌壓；pRail-2(t2(j-r):在時間上在所述噴射j之前的噴射j-r的所測量的第二軌壓；PRaii-i(j-r):在時間上在所述噴射j之前的噴射j-r的所測量的第一軌壓；j:循環(huán)變量，j=l到m，其中m相當于所述內(nèi)燃機的氣缸的數(shù)目5r:r<j，錯位。4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述時間間隔(AT)大于或者等于在信號檢測和噴射持續(xù)時間的求得與噴射開始之間的時間遲延。5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述時間間隔(厶T)大于或者等于中斷的持續(xù)時間和噴射開始。6.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為了對所述噴射j的第一軌壓(j))進行校正，考慮氣缸(j-r)的第二軌壓pRail—2(t2(j畫r))和/或所測量的第一軌壓(p,("(j-r))，并且在氣缸j-r和j中直接在噴射之前和/或噴射過程中存在類似的壓力情況。7.計算機程序，其特征在于，在執(zhí)行該計算機程序時它實施按權(quán)利要求1到7中一項或多項所述的方法的所有步驟。8.用于內(nèi)燃機的控制儀，其特征在于，在該控制儀運行時它實施按權(quán)利要求1到7中一項或多項所述的方法的所有步驟。全文摘要提出一種方法和一種裝置，借助于所述方法和裝置可以在燃料噴射系統(tǒng)中更加精確地計量噴射量，而不需要額外的硬件。這通過對壓力值的校正來進行，所述壓力值可以具有時間遲延地由壓力傳感器(205)提供給控制儀(260)使用并且在那里得到分析。文檔編號F02D41/38GK101668937SQ200880013399公開日2010年3月10日申請日期2008年4月2日優(yōu)先權(quán)日2007年4月26日發(fā)明者E·謝德,J·沃瑟,N·施米特申請人:羅伯特.博世有限公司