專利名稱：用于運行內(nèi)燃機(jī)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于運行按權(quán)利要求1的前序部分所述的內(nèi)燃機(jī)的方法。此外， 一種計算機(jī)程序、一種電氣的存儲介質(zhì)以及一種控制裝置和/或調(diào)整裝置也是本發(fā)明的主題。
背景技術(shù)：
從市場上比如已知一些內(nèi)燃機(jī)，其中汽油由噴射閥直接噴射到各個燃燒室中。這樣的噴射閥擁有比如由電磁的操縱裝置操縱的閥針。為了以精確的量來計算燃料的最佳的噴射量，已知不同的方法，對于所述不同的方法來說此外檢測用于噴射閥的比如是觸發(fā)開始、觸發(fā)持續(xù)時間和/或觸發(fā)結(jié)束的觸發(fā)信息。越精確地提供這些信息，就可以由所述控制和/或調(diào)整裝置越精確地控制計量情況，其中為此也應(yīng)該在打開和關(guān)閉閥針時考慮到延遲時間。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，繼續(xù)開發(fā)一種開頭所述類型的方法，該方法進(jìn)一步對通過噴射閥進(jìn)行的燃料噴射進(jìn)行優(yōu)化。該任務(wù)按本發(fā)明通過一種具有權(quán)利要求1所述特征的方法得到解決。其它的解決方案在并列的權(quán)利要求中得到說明，所述并列的權(quán)利要求涉及一種計算機(jī)程序、一種電氣的存儲介質(zhì)以及一種控制和/或調(diào)整裝置。本發(fā)明的有利的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中得到說明。除此以外，對本發(fā)明來說重要的特征可以在以下的說明書和附圖中找到。這些特征在此不僅單獨地而且以不同的組合對本發(fā)明來說都可能是重要的，而之后沒有再次明確地指出這一點。借助于所述按本發(fā)明的方法來求得噴射閥的打開延遲時間。在此考慮到閥元件、 閥座以及也可能磁電樞的個別的彼此偏離的誤差，所述誤差導(dǎo)致打開延遲時間帶有公差。 由電磁的操縱裝置操縱的噴射閥的原則上的結(jié)構(gòu)對按本發(fā)明的方法來說不重要，也就是說所述閥元件不僅可以固定地與磁電樞相連接，而且其也可以具有相對于所述閥元件具有一定的軸向間隙的磁電樞。閥打開持續(xù)時間由觸發(fā)持續(xù)時間減去打開延遲時間并且加上(在觸發(fā)持續(xù)時間結(jié)束之后)關(guān)閉時間所組成。因此在純數(shù)學(xué)上適用
閥打開持續(xù)時間=觸發(fā)持續(xù)時間-打開延遲時間+關(guān)閉時間 (1) 所述按本發(fā)明的方法以這樣的構(gòu)思為基礎(chǔ)，即求得相應(yīng)的觸發(fā)持續(xù)時間，對于該觸發(fā)持續(xù)時間來說恰好不再可能或者恰好還不能進(jìn)行閥元件的提升運動并且所述閥由此保持關(guān)閉的狀態(tài)。由此沒有閥打開持續(xù)時間并且沒有關(guān)閉時間。通過上述公式的用于這種情況的轉(zhuǎn)換，所述公式于是在純數(shù)學(xué)上簡化為
打開延遲時間=觸發(fā)持續(xù)時間(2)
這意味著，對于這種情況來說如此求得的觸發(fā)持續(xù)時間相當(dāng)于打開延遲時間，所述打開延遲時間在與牽引過程中的實際的觸發(fā)持續(xù)時間無關(guān)的情況下、在最簡單的情況下可以被視為是恒定的。所述噴射閥的關(guān)閉可以通過不同的已知的方法、比如借助于傳感器和/或通過對電氣的或者電磁的參數(shù)的分析來容易地進(jìn)行檢測。其中一些參數(shù)為控制和調(diào)整噴射閥本來就得到了實現(xiàn)。這由此不代表附加的成本因素。當(dāng)逐漸地如此降低觸發(fā)持續(xù)時間，直到恰好不再能夠確定噴射閥的關(guān)閉時，或者當(dāng)逐漸地如此提高觸發(fā)持續(xù)時間，直到能夠確定噴射閥的關(guān)閉時，所述按本發(fā)明的方法特別有效，并且所述用于噴射閥的打開延遲時間從由觸發(fā)開始一直到最后一次或者說第一次關(guān)閉的時間中求得。為了減少計算時間，在此可以在所述方法的第一步驟中朝臨界點的附近實施較大的時間上的跳躍并且該跳躍隨后以較小的節(jié)距(schritt)接近于臨界的觸發(fā)持續(xù)時間，其中恰好又識別出或者說恰好沒有識別出所述閥元件的提升運動和關(guān)閉運動。在此可以考慮到，在閥元件以最小的程度打開時無法診斷到關(guān)閉情況并且由此所診斷到的觸發(fā)持續(xù)時間偏離精確的數(shù)值。為此比如可以在所述控制和/或調(diào)整裝置中通過根據(jù)經(jīng)驗找到的比如來自試驗場或者測試場的匹配值來相應(yīng)地對所述觸發(fā)持續(xù)時間的所求得的數(shù)值進(jìn)行校正。也可以設(shè)想，從兩側(cè)接近臨界的觸發(fā)持續(xù)時間并且隨后根據(jù)預(yù)先確定的算法(比如通過形成平均值)從兩個所求得的數(shù)值中形成精確的臨界的觸發(fā)持續(xù)時間。在按本發(fā)明的方法中規(guī)定，所述電氣的運行參量是所述電磁的操縱裝置的磁線圈的電壓的時間上的導(dǎo)數(shù)(梯度)，并且從所述梯度的最小值中推斷出噴射閥的關(guān)閉。通過將閥元件安放在噴射閥的閥座中，通過互感的由所述閥元件的運動變化所引起的變化來影響所述電磁的操縱裝置的衰減的電壓，從而形成類似于鞍形的電壓特性曲線，對于該電壓特性曲線來說曲線的拐點相當(dāng)于閥元件的安放時刻。為了可靠地識別閥元件的安放，所述電壓特性曲線的時間上的導(dǎo)數(shù)(梯度)是有利的，因為在此將類似于鞍形的曲線轉(zhuǎn)換為容易進(jìn)行診斷的最小值。在此在結(jié)束觸發(fā)持續(xù)時間之后，應(yīng)該僅僅考慮出現(xiàn)的第一最小值，因為比如通過所述閥元件或者電樞的振動會在晚些時候產(chǎn)生其它的最小值。作為替代方案或者補充方案，在函數(shù)的第二導(dǎo)數(shù)中可以識別出所述閥元件的安放，所述函數(shù)在閥元件關(guān)閉時具有一個零點。所述電壓特性曲線的導(dǎo)數(shù)能夠在所述控制和/或調(diào)整裝置中容易地并且以較小的成本來實現(xiàn)。為了隨時得到關(guān)于打開延時的可靠的數(shù)值，并且為了識別噴射閥的滑移或者說由磨損所引起的老化，在內(nèi)燃機(jī)的運行過程中重復(fù)(比如分別在特定的運行時間之后或者在特定數(shù)目的運行周期之后)實施所述方法。也有利的是，可以在內(nèi)燃機(jī)的運行過程中用多次噴射來實施所述方法，其中而后僅僅在單次噴射時實施觸發(fā)持續(xù)時間的改變并且通過至少另一次單次噴射的觸發(fā)持續(xù)時間的改變基本上在轉(zhuǎn)矩?zé)o變化和/或廢氣無變化的情況下得到補償。這意味著，所述方法不干擾內(nèi)燃機(jī)的運行。此外，所述方法可以在內(nèi)燃機(jī)的滑行運行中用較遲的點火角來實施。這樣做的優(yōu)點是，比如可以根據(jù)對于確定打開延遲時間的壓力依賴關(guān)系的需求自由地改變?nèi)剂蠅毫Α?噴射時間在此可以從噴射閥的肯定沒有打開的狀態(tài)直到第一次打開逐漸提高。由此最小限度地?fù)p害尾氣。如果為所述觸發(fā)分配了較遲的點火角，那就基本上在轉(zhuǎn)矩?zé)o變化的情況下燃燒所噴射的燃料。這項措施也用于使內(nèi)燃機(jī)的正常運行不受所述方法的妨礙。
知曉準(zhǔn)確的打開延遲時間允許在控制和/或調(diào)整噴射閥時考慮到所述打開延遲時間。由此可以進(jìn)一步改進(jìn)燃料計量和燃料噴射的整體的控制和/或調(diào)整(為此參照公式 (1))。-當(dāng)求得用于內(nèi)燃機(jī)的所有噴射閥的打開延遲時間時，噴射量從一個噴射閥到另一個噴射閥的離散度會降低，這節(jié)約了燃料并且使內(nèi)燃機(jī)的運行變得均勻。此外提出，為不同的燃料壓力來實施所述方法并且從所述方法結(jié)果中形成組合特性曲線。其而后比如可以用于燃料噴射閥的經(jīng)過調(diào)整的或者說經(jīng)過控制的運行。
下面參照附圖對本發(fā)明的一種實施方式進(jìn)行詳細(xì)解釋。附圖示出如下 圖1是具有多個噴射閥的內(nèi)燃機(jī)的示意圖2是圖1所示的噴射閥的示意圖3是兩張圖表，在這兩張圖表中關(guān)于時間一方面繪出了圖2所示的噴射閥的觸發(fā)電流并且另一方面繪出了所述觸發(fā)電流對所述噴射閥的升程的影響；
圖4是三張圖表，在這三張圖表中關(guān)于時間繪出了觸發(fā)電流、升程以及線圈電壓的導(dǎo)數(shù)(在內(nèi)燃機(jī)的正常運行的過程中)；
圖5是三張與圖3相類似的圖表，但是具有相對于圖3縮短的觸發(fā)持續(xù)時間； 圖6是三張與圖4相類似的圖表，但是具有相對于圖4再次縮短的觸發(fā)持續(xù)時間；并且圖7是用于運行圖1的內(nèi)燃機(jī)的方法的流程圖。
具體實施例方式內(nèi)燃機(jī)在圖1中在總體上用附圖標(biāo)記10表示。其包括燃料箱12，輸送系統(tǒng)14從該燃料箱12中將燃料輸送到共軌16中。在該共軌上連接有多個噴射閥18a到18d，所述噴射閥18a到18d將燃料直接噴射到為其分配的燃燒室20a到20d中。所述內(nèi)燃機(jī)10的運行由控制及調(diào)整裝置22來控制或者說調(diào)整，所述控制及調(diào)整裝置22此外也觸發(fā)所述噴射閥 18a 到 18d。圖2示范性地更為詳細(xì)地示出了噴射閥18a。所述噴射閥18a包括電磁的操縱裝置對，所述操縱裝置M又包括電磁線圈沈和布置在閥針28上的磁電樞30。所述磁電樞 30在此固定地與所述閥針28相連接。但是也可以在磁電樞30與閥針28之間存在著一定的軸向間隙。所述噴射閥18a原則上以如下方式進(jìn)行工作在圖2中在關(guān)閉的狀態(tài)中示出了所述噴射閥18a，也就是說閥針28抵靠在閥座32上。為操縱所述磁電樞30通過所述控制及調(diào)整裝置22的控制以及未示出的輸出級在所述電磁線圈沈上加載電壓(“觸發(fā)電壓”)，所述電壓使線圈26通電并且以相應(yīng)的強(qiáng)度和持續(xù)時間將閥針觀從閥座32上提升起來。圖3關(guān)于時間示出了所述噴射閥18a的這樣的觸發(fā)的原理圖(作為示范性的實例) 以及對噴射閥18的打開時間的影響。圖3由兩張圖表組成，其中上方的圖表示出了觸發(fā)電流I的時間曲線并且下方的圖表示出了噴射閥18a的由此引起的升程H。在上方的圖表中示出了，觸發(fā)電流I的曲線首先快速上升(參照附圖標(biāo)記40)，而后在一定的時間范圍內(nèi)保持恒定，而后大約下降了一半(參照附圖標(biāo)記42)。直至觸發(fā)持續(xù) 、結(jié)束時保持這種電流水平。觸發(fā)持續(xù)時間、的結(jié)束的特征在于，切斷電流I (參照附圖標(biāo)記44)。在下方的圖表中可以看出，所述噴射閥18a的閥針觀在觸發(fā)開始之后在一定的打開延遲時間tn之后才提升起來(參照附圖標(biāo)記46)。如果所述閥針觀已經(jīng)達(dá)到其最大升程，那么較小的觸發(fā)電流I就足以用于保持這種水平。如果切斷觸發(fā)電流I，那么所述閥針 28就又下降到所述閥座32中，但是同樣以一定的遲延來下降(參照附圖標(biāo)記48)。從觸發(fā)電流I的切斷直到完全關(guān)閉的時間間隔定義為所述閥針觀的關(guān)閉時間tab。整個閥打開持續(xù)時間用1^來表示。因此在純數(shù)學(xué)上適用
Top_ti_tll+tab
圖4到6示出了對于不同長度的觸發(fā)持續(xù)時間ti來說在操縱噴射閥18時的三種情況。 每張圖都有三張圖表。上方的圖表分別示出了觸發(fā)電流I的曲線，中間的圖表示出了閥升程H的曲線，并且下方的圖表示出了在結(jié)束在電磁線圈沈上衰減的電壓 的觸發(fā)之后所述線圈電壓的時間上的第一導(dǎo)數(shù)(“時間梯度”)的曲線。圖4示出了一種比如在正常運行中進(jìn)行的情況。所述觸發(fā)電流I和所述閥針28 的升程H相當(dāng)于已知的、上面所描述的曲線。從下方的圖表中可以清楚地看出，所述電壓W 的第一導(dǎo)數(shù)的曲線具有最小值50，該最小值50表示所述閥針觀安放在閥座32中的時刻。 該最小值50由電磁線圈沈上的電壓特性曲線的變化所引起，該電壓特性曲線在安放閥針 28的時刻具有類似于鞍形的曲線。這通過在安放閥針觀時的運動變化以及由此在電磁線圈沈中的互感的相關(guān)聯(lián)的變化所引起。圖5示出了一種具有稍許縮短的觸發(fā)持續(xù)時間、的情況。通過觸發(fā)持續(xù)時間、 的縮短，不再達(dá)到所述閥針觀的最大升程。由此也縮短閥打開持續(xù)時間T。p。通過將閥針 28安放在閥座32中，所述電壓Um的第一導(dǎo)數(shù)的曲線又具有最小值50。在圖6中，所述觸發(fā)持續(xù)時間、進(jìn)一步縮短，并且更確切地說如此縮短，使得所述閥針觀不再能夠從所述閥座32上提升起來。由此所述電壓Um的第一導(dǎo)數(shù)的曲線沒有最小值。所述閥打開持續(xù)時間T。p和關(guān)閉時間tab不存在，因而在數(shù)學(xué)上看來=0。如果在上述用于定義閥打開持續(xù)時間T。p的公式中加入兩個零值，那么對于所述觸發(fā)持續(xù)時間^如此之短使得所述閥針觀恰好不再提升起來這種情況來說則在所述公式的轉(zhuǎn)換之后獲得
觸發(fā)持續(xù)時間、=打開延遲時間tn
這意味著，通過所述觸發(fā)持續(xù)時間的逐漸縮短的原理能夠確定所述打開延遲時間tn。 準(zhǔn)確地知道打開延遲時間tn就能夠控制并且調(diào)整所述噴射閥18a到18d并且由此改進(jìn)整個噴射過程。圖7示出了一種可能的用于求得打開遲延時間tn的方法
起始點是以通過所述控制及調(diào)整裝置22預(yù)先確定的觸發(fā)持續(xù)時間、(附圖標(biāo)記100) 進(jìn)行的正常的牽引。而后所述控制及調(diào)整裝置22在步驟110中檢查，所述內(nèi)燃機(jī)10的外部條件是否允許縮短用于至少一個噴射閥18的觸發(fā)時間ti;而不損害內(nèi)燃機(jī)10的牽引。 這比如在滑行運行中發(fā)生。如果這一點是可能的，那么對于所選出的噴射閥18來說在步驟 120中降低觸發(fā)持續(xù)時間、。同時形成用于所配屬的電磁線圈沈的電壓特性曲線Um的第一導(dǎo)數(shù)。如果在所述第一導(dǎo)數(shù)的曲線中發(fā)現(xiàn)最小值50 (附圖標(biāo)記130)，那進(jìn)一步降低所述觸發(fā)持續(xù)時間、(步驟120之后的躍變)。如果不再發(fā)現(xiàn)最小值，那就達(dá)到了臨界的觸發(fā)持續(xù)時間ti0在這種情況下在步驟140中從觸發(fā)開始和觸發(fā)結(jié)束的差中計算所述打開延遲時間tn。可能的話還可以一同考慮校正因數(shù)。在步驟150中在所述控制及調(diào)整裝置中標(biāo)示出經(jīng)過測量的噴射閥18，以便在下一個測量周期中可以選擇其它的噴射閥18。
權(quán)利要求
1.用于運行內(nèi)燃機(jī)(10)的方法，其中燃料借助于至少一個包括電磁的操縱裝置(24) 的噴射閥(18)進(jìn)入到至少一個燃燒室(20)中，其特征在于，為噴射閥(18)的不同的觸發(fā)持續(xù)時間分析所述噴射閥(18)的表征該噴射閥(18)的閥元件(28)的關(guān)閉的電氣的運行參量并且從中求得所述噴射閥(18)的打開延遲時間。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，求得所述觸發(fā)持續(xù)時間，對于該觸發(fā)持續(xù)時間來說剛好還能夠或者剛好才能夠檢測到所述閥元件(28)的關(guān)閉。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，逐漸地如此降低所述觸發(fā)持續(xù)時間，直到剛好不再能夠確定所述噴射閥(18)的關(guān)閉，或者逐漸地如此提高所述觸發(fā)持續(xù)時間，直到剛好能夠確定所述噴射閥(18)的關(guān)閉，并且從由觸發(fā)開始直到最后一次或者說第一次關(guān)閉的時間中求得用于所述噴射閥(18 )的打開延遲時間。
4.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，所述電氣的運行參量是所述電磁的操縱裝置(24)的線圈(26)的電壓的時間上的梯度，并且從所述梯度的最小值中推斷出所述噴射閥(18)的關(guān)閉。
5.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)(10)的運行過程中重復(fù)實施所述方法。
6.按權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)(10)的運行過程中用多次噴射來實施所述方法，其中在單次噴射時實施所述觸發(fā)持續(xù)時間的改變并且通過至少另一次單次噴射的觸發(fā)持續(xù)時間的改變基本上在轉(zhuǎn)矩?zé)o變化和/或廢氣無變化的情況下得到補 mte ο
7.按權(quán)利要求5或6中任一項所述的方法，其特征在于，在所述內(nèi)燃機(jī)(10)的滑行運行中用較遲的點火角來實施所述方法。
8.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，規(guī)定所述打開延遲時間等于在最后一次或者說第一次確定所述閥元件(28)運動時的觸發(fā)持續(xù)時間。
9.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，在控制和/或調(diào)整所述噴射閥 (18)時考慮所求得的打開延遲時間。
10.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，對于具有多個噴射閥(18)的內(nèi)燃機(jī)(10)來說為所有的噴射閥(18)求得所述打開延遲時間。
11.按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征在于，為不同的燃料壓力來實施所述方法并且從所述方法結(jié)果中形成組合特性曲線。
12.計算機(jī)程序，其特征在于，編制該計算機(jī)程序以用在按前述權(quán)利要求中任一項所述的方法中。
13.用于內(nèi)燃機(jī)(10)的控制和/或調(diào)整裝置(22 )的電氣的存儲介質(zhì)，其特征在于，在其上面保存了用在按權(quán)利要求1到10所述的方法中的計算機(jī)程序。
14.用于內(nèi)燃機(jī)(10)的控制和/或調(diào)整裝置(22)，其特征在于，對該控制和/或調(diào)整裝置(22)編程以用在按權(quán)利要求1到10中任一項所述的方法中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于運行內(nèi)燃機(jī)(10)的方法，其中燃料借助于至少一個包括電磁的操縱裝置(24)的噴射閥(18)進(jìn)入到至少一個燃燒室(20)中。通過所述噴射閥(18)的觸發(fā)持續(xù)時間的改變以及對所述噴射閥(18)的表征該噴射閥(18)的閥元件(28)的運動的電氣的運行參量的特性曲線的分析來求得該噴射閥(18)的打開延遲時間。
文檔編號F02D41/38GK102472187SQ201080029730
公開日2012年5月23日 申請日期2010年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月30日
發(fā)明者克默 H., 拉普 H. 申請人:羅伯特·博世有限公司