專利名稱：用于控制燃料壓力的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的供應(yīng)軌道壓力(supply rail pressure) 的方法，特別用于柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，且涉及用于執(zhí)行該方法的裝置。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)地，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括能輸送高達(dá)1600bar的高輸出壓力的燃 料泵、與發(fā)動(dòng)機(jī)的每個(gè)汽缸相關(guān)聯(lián)的噴射器和把該噴射器連接至泵的軌道。噴射器包括 電磁鐵(solenoid)或壓電元件以對(duì)導(dǎo)閥(pilot valve)進(jìn)行電控制。該導(dǎo)閥控制燃料至閥活 塞的壓力接收表面的流動(dòng)，以使得閥活塞的末端被壓靠在噴射器的噴嘴上且阻塞這些噴 嘴，或被縮回，允許燃料從噴嘴噴出。由于該操作原理，流入噴射器的燃料僅部分被實(shí) 際噴射到汽缸內(nèi)。被用于驅(qū)動(dòng)發(fā)活塞的燃料流回到油箱，且通過噴射器的內(nèi)部泄露流出 的燃料也如此。燃料效率和污染物排放率嚴(yán)格依賴于燃料噴射正時(shí)。不僅在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)沖程必 須預(yù)定量的燃料被噴射入汽缸，而且在沖程過程中其還必須發(fā)生在正確的時(shí)間區(qū)間(或 多個(gè)區(qū)間)。由于通過噴射器的流速依賴于軌道壓力(和其它量)，如果軌道壓力太低， 噴射預(yù)定量的燃料可比希望的耗時(shí)，或者如果軌道壓力太高，噴射可比希望的過早停 止。而且，燃料的霧化依賴于軌道壓力。不理想的霧化可導(dǎo)致污染物排放增加和/或燃 料效率降低。產(chǎn)生理想霧化的燃料壓力依賴于發(fā)動(dòng)機(jī)的操作條件，從而當(dāng)這些操作條件 變化時(shí)，燃料壓力必須被改變。出于這些原因，控制燃料壓力非常重要。這必須通過以 下完成，即控制泵的操作，以使得，在任意時(shí)刻處，其傳送速度等于燃料被噴射器從軌 道排出的速度。燃料排出速度是操作條件的相當(dāng)復(fù)雜的函數(shù)，因?yàn)椴粌H發(fā)動(dòng)機(jī)速度(即 燃料噴射頻率)可變化，而且每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)沖程噴射的燃料量也可變化，且噴射器的泄露 速度依賴于其激勵(lì)階段的持續(xù)時(shí)間。而且，即使從軌道的燃料排放速度是準(zhǔn)確已知的， 泵通常不能被直接地控制來傳送該排出速度，因?yàn)楸眠€具有內(nèi)部泄露速度，該泄露速度 依賴于輸入和輸出壓力以及燃料溫度，以使得在泵速度和傳送速度之間沒有一對(duì)一的關(guān) 系。傳統(tǒng)地，該問題是通過以下處理的，即實(shí)驗(yàn)分析在各種操作條件下的整個(gè)燃料 供應(yīng)系統(tǒng)的性能，和調(diào)整泵的控制以使得在所有操作條件下保持適當(dāng)?shù)娜剂宪壍缐毫Α?每次當(dāng)燃料供應(yīng)系統(tǒng)被修改(例如通過替換一種不同類型的噴射器或燃料泵)時(shí)，該分析 和調(diào)整都必須被重做，這需要相當(dāng)多的工時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要提供一種控制方法和用于執(zhí)行該方法的裝置，其便于把具有 不同特性的部件整合到燃料供應(yīng)系統(tǒng)中。該目的是通過一種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的軌道壓力的方法實(shí)現(xiàn)的，該系統(tǒng) 包括燃料泵、至少一個(gè)噴射器和把噴射器連接到該泵的軌道，該方法包括步驟
a)建立所述軌道壓力和噴射器的泄露速度之間的關(guān)系；c)基于燃料噴射速度、所述軌道壓力和所述軌道壓力_泄露速度關(guān)系估計(jì)從所 述軌道的燃料排出速度；d)基于所述燃料排出速度估計(jì)所述泵的希望的吸入流動(dòng)速度；和e)控制該泵以在所述希望的吸入流動(dòng)速度下運(yùn)行。代替整體分析燃料供應(yīng)系統(tǒng)，根據(jù)本發(fā)明，展開了單獨(dú)對(duì)于燃料供應(yīng)系統(tǒng)的各 部件的實(shí)驗(yàn)分析。軌道壓力和噴射器泄露速度之間的關(guān)系比整個(gè)系統(tǒng)的性能更容易分 析，因?yàn)榍罢吲c泵的所有特性無關(guān)。如果噴射器必須被替換，軌道壓力-泄露速度關(guān)系 必須被再次對(duì)于新噴射器建立，但是泵的特性保持不變。反之亦然，如果僅泵被替換， 則不需要更新軌道壓力-泄露速度關(guān)系。優(yōu)選地，在步驟C)至e)之前，軌道壓力和泵的效率之間的關(guān)系也被用實(shí)驗(yàn)方法 建立，且由此確定的關(guān)系被考慮用于在步驟d)中估計(jì)希望的吸入流動(dòng)速度。由于燃料的粘度依賴于其溫度，軌道壓力-泄露速度關(guān)系應(yīng)被作為燃料溫度的 函數(shù)建立。盡管在噴射器和泵的泄露中燃料在解壓時(shí)被加熱，燃料溫度的單獨(dú)測(cè)量(例 如在泵的輸入端)是足夠的，因?yàn)閷?duì)于給定的輸入溫度，燃料溫度的增加量由軌道壓力 確定。噴射器的泄露速度依賴于導(dǎo)閥的激勵(lì)狀態(tài)而改變。由于導(dǎo)閥的工作循環(huán)是發(fā)動(dòng) 機(jī)速度的函數(shù)，軌道壓力-泄露速度關(guān)系應(yīng)優(yōu)選地描述該泄露速度作為至少與噴射器的 關(guān)閉狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的靜態(tài)泄露速度和與其打開狀態(tài)相關(guān)聯(lián)的動(dòng)態(tài)泄露速度的發(fā)動(dòng)機(jī)速度加 權(quán)和。優(yōu)選地，軌道壓力-泄露速度關(guān)系，特別是動(dòng)態(tài)泄露速度，應(yīng)被作為噴射器激 勵(lì)時(shí)間的函數(shù)而建立，因?yàn)樵趯?dǎo)閥的激勵(lì)狀態(tài)中的噴射器的瞬時(shí)泄露速度通常被發(fā)現(xiàn)不 是恒定的，而是導(dǎo)閥已被激勵(lì)時(shí)長(zhǎng)的函數(shù)。在零激勵(lì)時(shí)間，即用于泄露速度的靜態(tài)分量，令人驚訝地發(fā)現(xiàn)泄露速度相對(duì)于 軌道壓力超過線性地增加。這是令人驚訝的，因?yàn)橛捎谌剂纤ㄟ^的較小的間隙，通過 噴射器的泄露流應(yīng)為層狀的且泄露速度Gst應(yīng)由此由Poiseuille’ s公式描述Gsr =fApK表示幾何依賴因數(shù)，Y表示燃料的粘度。即，泄露速度Gst應(yīng)直接與壓降 Δρ(其基本上等于軌道壓力)成比例。實(shí)際上，該公式?jīng)]有正確地描述泄露速度Gst和 軌道壓力Δρ之間的關(guān)系，這可能是由于燃料的粘度Y在由于噴射器中減壓而加熱時(shí)被 降低的原因。如已指出的，動(dòng)態(tài)泄露速度可依賴于激勵(lì)時(shí)間。特別地，動(dòng)態(tài)泄露速度可被發(fā) 現(xiàn)在激勵(lì)時(shí)間低于給定閾值時(shí)隨激勵(lì)時(shí)間以第一高速下增加，且在激勵(lì)時(shí)間高于所述給 定閾值時(shí)隨激勵(lì)時(shí)間以第二低速增加。這可歸因于，當(dāng)激勵(lì)時(shí)間低于預(yù)定閾值時(shí)，導(dǎo)閥 的可移動(dòng)件被流過導(dǎo)閥的燃料移動(dòng)且由此不阻礙燃料的流動(dòng)。當(dāng)可移動(dòng)件已經(jīng)到達(dá)鄰接 件(且噴射器被完全打開)時(shí)，可移動(dòng)件變?yōu)閷?duì)于流過導(dǎo)閥的燃料流的附加阻礙，以使得 通過導(dǎo)閥的瞬時(shí)流動(dòng)速度被降低。根據(jù)替換方案，該目的是通過一種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的軌道壓力的方法 實(shí)現(xiàn)，該系統(tǒng)包括燃料泵、至少一個(gè)噴射器和把噴射器連接到該泵的軌道，該方法包括步驟b)建立所述軌道壓力和所述泵的效率之間的關(guān)系；c)至少基于燃料噴射速度估計(jì)從所述軌道的燃料排出速度；d)基于所述燃料排出速度和所述效率估計(jì)所述泵的希望的吸入流動(dòng)速度；和e)控制泵以在所述希望的吸入流動(dòng)速度下操作。由于燃料粘度依賴于溫度，軌道壓力-泄露速度關(guān)系也優(yōu)選地被作為燃料溫度 的函數(shù)建立。盡管在步驟d)中獲得的估計(jì)值相當(dāng)接近把軌道壓力保持在希望的恒定數(shù)值所需 的泵的實(shí)際吸入流動(dòng)速度，較小的偏差可導(dǎo)致軌道壓力緩慢漂移。這種緩慢漂移可被步 驟e)補(bǔ)償，步驟e)包括el)把基于所述希望的吸入流動(dòng)速度確定的控制參數(shù)輸入到所述泵；e2)檢測(cè)當(dāng)前軌道壓力和目標(biāo)軌道壓力之間的偏差；和e3)根據(jù)所述偏差校正所述控制參數(shù)。由此，在步驟el)中的控制參數(shù)輸入在非常短的時(shí)間內(nèi)在開放控制回路中被獲 得，使得能快速地對(duì)由于發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷和/或速度變化導(dǎo)致的燃料排出速度的變化做出反 應(yīng)，而泵操作的精細(xì)控制被在步驟e2)和e3)中的閉合回路中執(zhí)行。本發(fā)明的另一目的是一種用于執(zhí)行上述方法的控制器，該控制器包括用于執(zhí)行 步驟a)至d)的前饋單元，和用于執(zhí)行步驟e)的反饋單元。本發(fā)明的又一目的是一種數(shù)據(jù)處理器程序產(chǎn)品，包括程序編碼裝置，用于使得 數(shù)據(jù)處理器能形成上述控制器的至少前饋單元或用于執(zhí)行上述方法。數(shù)據(jù)處理器程序產(chǎn)品還可包括數(shù)據(jù)載體，所述程序編碼裝置被以機(jī)器可讀取的 形式記錄在該載體中。


從下面參考附圖對(duì)于本發(fā)明的實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得明顯。圖1是燃料供應(yīng)系統(tǒng)的方塊圖；圖2是圖1的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的噴射器的截面圖；圖3是燃料供應(yīng)系統(tǒng)的控制器的方塊圖；圖4是燃料供應(yīng)系統(tǒng)的控制所基于的實(shí)驗(yàn)泄露速度數(shù)據(jù)的例子；圖5示出了作為各種燃料溫度下的軌道壓力的函數(shù)的靜態(tài)泄露速度；圖6示出了作為各種軌道壓力和燃料溫度數(shù)值下的激勵(lì)時(shí)間的函數(shù)的動(dòng)態(tài)泄露 速度；圖7是作為40°C的燃料溫度和各種軌道壓力數(shù)值下的發(fā)動(dòng)機(jī)速度的函數(shù)的燃料 泵的效率特性的例子；圖8示出了各種燃料溫度和300bar·軌道壓力下的泵效率的特性；和圖9示出了各種燃料溫度和1600bar軌道壓力下的效率特性。附圖標(biāo)記1 燃料泵
2 油箱3 軌道4 噴射器5 控制器6 傳感器7 傳感器11 燃料入口12 噴射噴嘴13供給管14控制活塞15控制腔室16供給孔17 放油孔18 (引導(dǎo)單元)銷元件19 電磁鐵20 返回口22 控制單元22’ 儲(chǔ)存器23控制單元23，儲(chǔ)存器24 控制單元25 減法器(subtractor)26 PID27加法器st28、st40、st55、dyn300/28、dyn300/55，...特性
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明可適用于其中的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的示意性略圖。燃料 泵1，例如齒輪泵或具有多個(gè)由相同旋轉(zhuǎn)偏心裝置驅(qū)動(dòng)的活塞的泵，把燃料從油箱2抽出 且將其在高壓下供應(yīng)至軌道3。軌道3使得任意數(shù)量的噴射器4連接至該軌道，以把燃料 從軌道噴射至柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸(未示出)內(nèi)。基于通過軌道3處的傳感器6、7檢測(cè)的 軌道壓力P和燃料溫度Tfud、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度η和每汽缸每沖程要被噴射的燃料噴 射量Qiq (由更高級(jí)別控制器(未示出)設(shè)定)，電子控制器5控制泵1的旋轉(zhuǎn)速度和噴射 器4的激勵(lì)時(shí)間。圖2是一個(gè)噴射器4的示意性縱向截面。高壓燃料入口 11(其接收來自軌道3的 燃料)通過供給管13而被連接到噴射器4的底端處的噴射噴嘴12。在所示的結(jié)構(gòu)中，噴 嘴12處的燃料的輸出被控制活塞14的錐形末端阻塞?？刂魄皇?5位于控制活塞14的 與所述末端相對(duì)的端部處，該控制腔室經(jīng)由小供給孔16與燃料入口 11相通。控制腔室 15內(nèi)的加壓燃料將控制活塞14向下推?？刂苹钊?4的形狀設(shè)置為使得如果活塞14的末端處的壓力和控制腔室15中的壓力是相等，凈向下的力保持活塞14壓靠噴射噴嘴12。控制腔室15具有放油孔17，其在靜止時(shí)通過導(dǎo)閥的銷元件18被保持阻塞。如 果銷元件18通過激勵(lì)導(dǎo)閥的電磁鐵19而被允許后退，燃料從控制腔室15通過放油孔17 逸出，導(dǎo)致控制腔室15內(nèi)的壓力下降，由此控制活塞14被作用在其底部末端上的壓力向 上移動(dòng)?；钊?4的末端被由此從噴嘴12移除，且燃料從噴嘴12被噴射到燃燒缸中。當(dāng)電磁鐵19的激勵(lì)停止時(shí)，銷元件18通過彈簧而被再次壓靠放油孔17。結(jié)果， 控制腔室15中的壓力再次上升，且最終變得足以把控制活塞14再次壓靠噴嘴12。當(dāng)噴射噴嘴12被阻塞時(shí)，燃料可從噴射器的高壓區(qū)域逸出到其返回口 20且從那 里經(jīng)由間隙(例如沿著控制活塞14)返回油箱2。此外，當(dāng)電磁鐵19被激勵(lì)時(shí)，通過放 油孔17選出的燃料將到達(dá)返回口 20。由此通過噴射器4的總?cè)剂狭骺杀徽J(rèn)為是由三部分 組成，首先是實(shí)際被噴入燃燒缸內(nèi)的流，其次是可被定義為總泄露流的一部分的靜態(tài)泄 露流(其不管電磁鐵19是否被激勵(lì)都存在)，以及動(dòng)態(tài)泄露流，該動(dòng)態(tài)泄露流由用于驅(qū)動(dòng) 銷元件18的移動(dòng)的燃料組成或其通過噴射器內(nèi)部的泄露逸出，其僅在電磁鐵19被激勵(lì)且 控制活塞14被從圖2所示的靜止位置移開時(shí)存在。圖3是控制器5的方塊圖。為了便于說明，控制器5被示出劃分為三個(gè)控制器 單元22、23、24，其中任意一個(gè)可被其自身的硬件實(shí)現(xiàn)。但是，在最實(shí)際的實(shí)施例中， 希望每個(gè)控制單元被作為軟件模塊實(shí)現(xiàn)，且所有模塊在相同硬件上執(zhí)行。第一開放回路控制器單元22從更高級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)控制器(未示出)接收數(shù)據(jù)Qiq， 該數(shù)據(jù)描述在發(fā)動(dòng)機(jī)沖程中要被噴入發(fā)動(dòng)機(jī)每個(gè)汽缸內(nèi)的燃料量，且接收激勵(lì)時(shí)間ET， 該激勵(lì)時(shí)間描述在所述沖程中激勵(lì)電流將被供應(yīng)到電磁鐵19多長(zhǎng)時(shí)間。應(yīng)注意，Qiq 和ET 二者可被認(rèn)為是標(biāo)量(如果每沖程僅一個(gè)燃料噴射)，或矢量(在多個(gè)噴射的情況 下)，矢量的分量描述噴射量和每個(gè)噴射的激勵(lì)時(shí)間。當(dāng)前發(fā)動(dòng)機(jī)速度η通過發(fā)動(dòng)機(jī)的輸 出軸處的旋轉(zhuǎn)速度傳感器而被提供給控制單元22，或旋轉(zhuǎn)速度的目標(biāo)數(shù)值η由所述更高 級(jí)別控制器發(fā)送。燃料溫度數(shù)據(jù)Tfud由傳感器6提供?？刂茊卧?2包括儲(chǔ)存器22’，其中記錄有靜態(tài)和動(dòng)態(tài)泄露速度的多個(gè)特性和用 于控制單元22的操作的最終程序指令。這些特性可由實(shí)驗(yàn)泄露速度數(shù)據(jù)得到，典型地如 圖4所示。圖4中所示的曲線示出了在平衡條件下的平均泄露速度，其被觀測(cè)作為在例 如η = 1500rpm的發(fā)動(dòng)機(jī)恒定旋轉(zhuǎn)速度下，各種軌道壓力值(從300bar至1600bar)和燃 料溫度值(從28°C至55°C)下的激勵(lì)時(shí)間ET的函數(shù)。非常清楚，對(duì)于ET = 0，圖4的 曲線給出靜態(tài)泄露速度。圖5是噴射器4的靜態(tài)泄露速度Gst的特性曲線st28、st40、st55的典型例子， 其為用于燃料溫度28°C、40°C和55°C時(shí)的軌道壓力P的函數(shù)，如將被記錄在控制單元22 的儲(chǔ)存器22’中的那些?？梢钥吹?，泄露速度Gst隨著燃料溫度Tfud而增加，因?yàn)楫?dāng)燃 料被加熱時(shí)其粘度降低。不希望的是，靜態(tài)泄露速度的壓力依賴性。理論上，層流的流 速由Poiseuille，s公式支配Gst =fAp其中K表示幾何依賴因數(shù)，Y表示燃料的粘度，且噴射器4中的壓降Δρ可被 認(rèn)為等于軌道壓力P。即，泄露速度Gst應(yīng)直接與軌道壓力P成比例。從圖5中可清楚， 該等式?jīng)]有給出泄露速度Gst的滿意描述。泄露速度Gst隨軌道壓力的實(shí)際增加比兩個(gè)公式任一個(gè)預(yù)測(cè)的更顯著。其原因是噴射器內(nèi)的燃料的減壓不是等溫的。柴油燃料具有負(fù) Joule-Thomson系數(shù)，以使得減壓導(dǎo)致其被加熱。熱量和其在泄露速度上的作用以復(fù)雜方 式依賴于泄露路徑的形狀，以及燃料中產(chǎn)生的熱被耗散的速度。非常清楚，給定噴射器 的靜態(tài)泄露速度Gst在燃料溫度Tfud和軌道壓力P上的依賴性由實(shí)驗(yàn)最佳地確定。在任意給定燃料溫度Tfud和軌道壓力P下，圖5的靜態(tài)泄露速度Gst和圖4的測(cè) 量數(shù)據(jù)之間的差異對(duì)應(yīng)于動(dòng)態(tài)泄露。記錄在控制單元22的儲(chǔ)存器22’中的特性說明了 在每次噴射時(shí)間的燃料質(zhì)量泄露方面的動(dòng)態(tài)泄漏量Amdyn。該泄漏量Amdyn是直接由圖 4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過減去靜態(tài)泄露速度Gst并將該結(jié)果除以每單位時(shí)間的噴射次數(shù)(即除以 η)而被計(jì)算。圖6示例性地示出了對(duì)于各種燃料壓力和溫度的特性dyn300/28、dyn300/55、 dyn750/28、…、dynl600/55,其為激勵(lì)時(shí)間ET的函數(shù)。在300bar或750bar的較低軌道 壓力數(shù)值下，泄漏量Amdyn表現(xiàn)為在所示的ET的整個(gè)范圍內(nèi)隨激勵(lì)時(shí)間線性增加。在 1200bar的軌道壓力下，泄漏量曲線dynl200/28、dynl200/55的斜率在1200 μ s的激勵(lì) 時(shí)間上方降低，且在1600bar，對(duì)于28°C的燃料溫度，曲線dynl600/28的泄露的降低在 ET =約ΙΟΟΟμ s被處觀察到，且在曲線1600/55中，對(duì)于55°C的燃料溫度是在ET =約 900yS處。其原因被認(rèn)為是在噴射器4的內(nèi)部結(jié)構(gòu)中只要導(dǎo)閥銷元件18被通過放油孔 17選出的燃料向上推，其不會(huì)構(gòu)成對(duì)于放油孔17處的動(dòng)態(tài)泄露的阻礙。動(dòng)態(tài)泄露速度由 此在這里主要由放油孔17的寬度和燃料溫度確定。。銷元件18到達(dá)鄰接件所需使得時(shí) 間越短，通過放油孔17的流速越高，即燃料壓力P和溫度Tfud越高。當(dāng)銷元件18已到 達(dá)鄰接件時(shí)，其形成對(duì)于燃料流動(dòng)的另一阻礙，且通過放油孔17的流速將降低。當(dāng)銷元 件18已到達(dá)其鄰接件時(shí)，圖6中所示的動(dòng)態(tài)泄漏量Amdyn(其為通過放油孔17的流的累 積(integral))將展現(xiàn)出降低的增加速度。在燃料供應(yīng)系統(tǒng)具有每沖程單一噴射的情況下，控制單元22將查詢?cè)诒黄浣邮?的軌道壓力P、燃料溫度Tfud和激勵(lì)時(shí)間ET的數(shù)值處的圖7的動(dòng)態(tài)泄露特性，且將由此 確定的泄漏量Amdyn的數(shù)值乘以旋轉(zhuǎn)速度n，以計(jì)算在每時(shí)間單位的質(zhì)量方面的動(dòng)態(tài)泄露 速度Gdyno在多噴射系統(tǒng)的情況下，對(duì)于相同沖程的每個(gè)噴射，泄露量可從圖6的特性中 查詢，考慮單獨(dú)的激勵(lì)時(shí)間ET(其可對(duì)于各個(gè)噴射是不同的)，且單獨(dú)噴射的泄漏量的和 給出每噴射器和沖程的總泄漏量。動(dòng)態(tài)泄露速度Gdyn是在控制單元22中通過把泄漏量Δ mdyn乘以每時(shí)間單元的沖 程數(shù)(即乘以旋轉(zhuǎn)速度η)獲得?？刂茊卧?2計(jì)算泵1的希望的輸送速度Qmitjump作為在 給定操作條件n、Tfuel和Pset下的噴射器4的總泄露速度Gst和Gdyn以及特定噴射流速Q(mào)iq 的和。第二控制單元23接收希望的輸送速度Q。utJump，Tfuel and Pseto控制單元23包括 儲(chǔ)存器23’，其具有儲(chǔ)存在其中的燃料泵1的效率特性。如同噴射器的泄露特性，這些 效率特性可通過實(shí)驗(yàn)針對(duì)特定類型的燃料泵而被確定。圖7至9示出了這樣的特性的典 型例子。在圖7中，效率被示出為在不同軌道壓力P和40°C的溫度Tfud下的泵旋轉(zhuǎn)速度 的函數(shù)。希望的是，效率n隨壓力ρ降低。但是，令人驚訝地，該效率n被觀測(cè)到， 在較低的軌道壓力P數(shù)值下隨泵旋轉(zhuǎn)速度降低，而在高壓數(shù)值下隨其增加。該后面的現(xiàn)象是非常獨(dú)立于燃料溫度，如圖8和9所證實(shí)的，其示出了在軌道壓力P(在圖8的情況 中為300bar且在圖9的情況中為1600bar)下，對(duì)于不同的燃料溫度Tfuel,效率作為泵旋 轉(zhuǎn)速度的函數(shù)。基于儲(chǔ)存的泵效率特性，控制單元23輸出控制參數(shù)至燃料泵1，以在其輸出側(cè) 給出希望的流速Q(mào)。utJump。在最實(shí)際的實(shí)施例中，該控制參數(shù)將為泵1的目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度。由于該目標(biāo)旋轉(zhuǎn)速度是在開放控制回路中確定，無論何時(shí)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的操作條 件改變，其更新的數(shù)值都可以最小延遲地被利用。由于希望的噴射量Qiq、發(fā)動(dòng)機(jī)速度η 等的改變導(dǎo)致的軌道壓力P的波動(dòng)可由此被保持在非常低的水平。為了避免目標(biāo)軌道壓力Pset和施加壓力P之間的長(zhǎng)時(shí)間偏離，第三控制單元24建 立閉環(huán)控制減法器25確定軌道壓力P和其目標(biāo)數(shù)值Pset之間的偏差Pot且將其提供給 PID控制器26。通過PID控制器26的修正項(xiàng)輸出通過加法器27被加在來自控制單元23 的控制信號(hào)上，且泵1使用加法器27的輸出而被控制。這樣，開放回路控制的高響應(yīng)速 度被與閉環(huán)控制的精確和無漂移相結(jié)合。
權(quán)利要求
1.一種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的軌道壓力的方法，該燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括燃料泵 (1)、至少一個(gè)噴射器(4)和把噴射器(4)連接到該泵(1)的軌道(3)，該方法包括步驟a)建立所述軌道壓力(P)和噴射器⑷的泄露速度(Gst，Amdyn)之間的關(guān)系(st28， st40, st55, dyn300/28,...)；c)基于燃料噴射速度(Qiq)、所述軌道壓力(P)和所述軌道壓力/泄露速度關(guān)系 (st28，st40, st55, dyn300/28,...)估計(jì)從所述軌道的燃料排出速度；d)基于所述燃料排出速度估計(jì)所述泵(1)的希望的吸入流動(dòng)速度；和e)控制該泵(1)以在所述希望的吸入流動(dòng)速度下運(yùn)行。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，還包括步驟b)建立所述軌道壓力(P)和所述泵(1)的效率(η)之間的關(guān)系，其中所述軌道壓力/效率關(guān)系(η)被考慮用于步驟d)中對(duì)希望的吸入流動(dòng)速度的估計(jì)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述軌道壓力/泄露速度關(guān)系(st28，st40, st55，dyn300/28，...)被建立為燃料溫度(Tfuel)的函數(shù)。
4.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述軌道壓力/泄露速度關(guān)系 (st28，st40, st55, dyn300/28,...)限定泄露速度作為至少靜態(tài)泄露速度(Gst)和動(dòng)態(tài)泄 露速度(Amdyn)的發(fā)動(dòng)機(jī)速度加權(quán)和。
5.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中，所述軌道壓力/泄露速度關(guān)系 (st28，st40, st55, dyn300/28,...)被建立為噴射器激勵(lì)時(shí)間(ET)的函數(shù)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中，在噴射器激勵(lì)時(shí)間為O時(shí)，泄露速度(Gst)隨軌 道壓力(P)超過線性地增加。
7.如權(quán)利要求5或6所述的方法，其中，在恒定軌道壓力(P)時(shí)，如果激勵(lì)時(shí)間(ET) 低于給定閾值，泄露速度(Amdyn)隨激勵(lì)時(shí)間(ET)以第一高速增加，如果激勵(lì)時(shí)間(ET) 高于給定閾值，泄露速度(Amdyn)隨激勵(lì)時(shí)間(ET)以第二低速增加。
8.—種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的軌道壓力(P)的方法，該燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括燃料泵 (1)、至少一個(gè)噴射器(4)和把噴射器(4)連接到該泵(1)的軌道(3)，該方法包括步驟b)建立所述軌道壓力(P)和所述泵(1)的效率(η)之間的關(guān)系；c)至少基于燃料噴射速度(Qiq)估計(jì)從所述軌道(3)的燃料排出速度；d)基于所述燃料排出速度和所述效率(η)估計(jì)所述泵(1)的希望的吸入流動(dòng)速度；禾口e)控制泵(1)以在所述希望的吸入流動(dòng)速度下操作。
9.如權(quán)利要求2或8所述的方法，其中，所述軌道壓力/效率關(guān)系(η)被建立為燃 料溫度(Tfud)的函數(shù)。
10.如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的方法，其中步驟e)包括el)把基于所述希望的吸入流動(dòng)速度確定的控制參數(shù)輸入到所述泵(1)； e2)檢測(cè)當(dāng)前軌道壓力(P)和目標(biāo)軌道壓力(PsJ之間的偏差；和 e3)根據(jù)所述偏差校正所述控制參數(shù)。
11.一種用于執(zhí)行前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述方法的控制器(5)，包括用于執(zhí)行步驟 a)至d)的前饋單元(22，23)和用于執(zhí)行步驟e)的反饋單元(24)。
12.—種數(shù)據(jù)處理器程序產(chǎn)品，包括程序編碼裝置，用于使得數(shù)據(jù)處理器能至少形成 權(quán)利要求11的控制器(5)的前饋單元(22，23)或用于執(zhí)行權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的 方法。
13.如權(quán)利要求12所述的數(shù)據(jù)處理器程序產(chǎn)品，還包括數(shù)據(jù)載體，所述程序編碼裝置 被以機(jī)器可讀形式記錄在該數(shù)據(jù)載體中。
全文摘要
一種用于控制燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的軌道壓力的方法，該系統(tǒng)包括燃料泵(1)、至少一個(gè)噴射器(4)和把噴射器(4)連接到該泵(1)的軌道(3)，該方法包括步驟a)建立所述軌道壓力(P)和噴射器(4)的泄漏速度之間的關(guān)系；c)基于燃料噴射速度(Qinj)、所述軌道壓力(P)和所述軌道壓力/泄漏速度關(guān)系估計(jì)從所述軌道的燃料排出速度；d)基于所述燃料排出速度估計(jì)所述泵(1)的希望的吸入流動(dòng)速度；和e)控制該泵(1)以在所述希望的吸入流動(dòng)速度下運(yùn)行。
文檔編號(hào)F02M55/02GK102011656SQ20101027773
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月8日
發(fā)明者尤金尼奧·皮索尼, 文森佐·拉姆皮諾, 毛拉·丁提諾 申請(qǐng)人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司