用於在內燃機噴射系統中進行時間上先後相隨的噴射時進行壓力波補償的方法和裝置的製作方法

2023-06-04 10:57:21 2

專利名稱：用於在內燃機噴射系統中進行時間上先後相隨的噴射時進行壓力波補償的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及按相應的獨立權利要求的前序部分所述的一種方法和一種裝置，所述 方法和裝置用於在進行時間上先後相隨的部分噴射時補償壓力波地控制內燃機的噴射系統。
背景技術：
對於共軌柴油噴射系統來說，在力矩要求的基礎上將從駕駛員方面計算的總噴射 量分為多個部分噴射量，更確切地說比如在部分負荷範圍內劃分為兩次預噴射和一次主噴 射。這些部分噴射的噴射量在此應該儘可能地小，從而將排放缺點降低到最低限度。另 一方面，所述預噴射必須足夠地大，以便也在考慮所有公差源的情況下持續降低在發動機 方面必需的最低量。然而，公知的將所提到的公差源考慮作為預噴射量的額定值的容差 (Vorhalt)這種做法對排放產生不利的影響。兩種用於在這樣的部分噴射中的量精確度的可能的公差源是相應的噴射器的漂 移以及通過噴射器的打開和關閉引起的壓力波。因此，從DE 10 2004 053 418 Al中得知 用於在內燃機的噴射系統中補償壓力波地控制在時間上先後相隨的噴射的一種方法和一 種裝置，對於所述方法和裝置來說通過受控制的壓力波補償來補償通過壓力波引起的噴射
量誤差。這種公開的方法尤其用於藉助於噴射器試驗座(Injektorprilfbank)或者發動機 試驗臺用不同的噴射場景來測量新系統，其中改變部分噴射量、噴射之間的間隔、軌壓和/ 或燃料溫度。將如此測得的壓力波效應描繪為量波(Mengenwelle)並且將其作為受控制的 補償函數-在相應波狀延伸的觸發持續時間的基礎上-保存到控制儀中。不過，能夠用這種現有技術實現的關於在時間上第二預噴射的量精確度對於將來 的從將來的排放極限值中推導出來的公差要求來說是不夠的。因此值得期望的是，如此改 進前面提到的壓力波補償，從而能夠在所提到的受控制的壓力波補償中在內燃機運行中或 者說在具有這樣的內燃機的車輛的行駛運行中在使用至少兩次在時間上先後相隨的部分 噴射的情況下求得所提到的剩餘誤差並且對其進行適應處理。

發明內容
本發明的構思是，藉助於至少兩次在時間上先後相隨的測試噴射來實施前面提到 的壓力波補償或者說這樣的壓力波補償的校準。尤其提出，優選在內燃機的慣性滑行中求得壓力波補償的校正值。按照本發明的 一種優選的設計方案，在內燃機的所提到的運行狀態中在內燃機的氣缸中以彼此間預先給 定的時間間隔來觸發兩次提到的測試噴射優選兩次預噴射，並且在此優選已經運用了事先 藉助於公知的零量校準方法求得的漂移校正值。然後又根據所述零量校準方法來求得所述 兩次測試噴射的總噴射量。將與所期望的總噴射量之間的偏差解釋為壓力波補償的誤差，並且從中計算用於壓力波補償的校正值。通過在噴射時改變相應的觸發持續時間或者另外 的觸發參數來一直迭代地改變這個所計算的校正值，直到所測得的總噴射量獲得所述兩次 測試噴射的額定噴射量的總和。壓力波補償的在所提到的迭代中產生的校正值最後非暫時地加以保存，優選保存 在內燃機的噴射系統的或者控制儀的EEPROM中，並且在內燃機的點火運行中或者在作為 基礎的車輛的行駛運行中運用在而後進行的常規的壓力波補償中。在一種優選的實施方式中，額外地布置或者說設置了背壓補償，藉助於所述背壓 補償可以進一步改進所述壓力波補償的效率。本發明的優點在於，通常降低用於在時間上第二部分噴射的噴射量的額定值設定 值，這有利地影響內燃機的排放，同時在燃燒時產生較小的噪聲。


下面藉助於優選的實施例對本發明進行更為詳細的解釋，從這些實施例中獲得本 發明的其它特徵和優點。其中圖1是按現有技術的用於將燃料配量到內燃機中的噴射系統的示意圖，本發明可 以用在該噴射系統中；圖2是在圖1中示出的電操縱的閥的觸發持續時間的已知的計算的詳細示意圖；圖3是所述按本發明的方法的一種優選的實施例的流程圖；圖4a、b是在進行壓力波補償時典型的幅值誤差(圖4a)以及典型的相位誤差 (4b)的圖解圖示；圖5是藉助於框圖示出的按本發明的裝置的一種優選的設計方案的示意圖；以及圖6是在考慮氣缸背壓的情況下按本發明的壓力波補償的典型的時間過程。
具體實施例方式圖1示出了內燃機的從DE 199 45 618 Al中預先公開的燃料配量系統的主要元 件的框圖。該內燃機10在特定的時刻從燃料配量單元30得到特定的燃料量。不同的傳感 器40檢測表徵所述內燃機的運行狀態的測量值15，並且將其傳送給控制儀20。此外向該 控制儀20傳送另外的傳感器45的不同的輸出信號25。所檢測到的測量值15表徵燃料配 量單元的狀態比如駕駛員願望。所述控制儀20根據這些測量值15和另外的參量25來計 算觸發脈衝35，向所述燃料配量單元30加載所述觸發脈衝。在此所假設的內燃機優選是直噴的和/或自點火的內燃機。所述燃料配量單元30 可以構造為不同的結構。因此例如作為燃料配量單元可以使用分配泵，在該分配泵中電磁 閥確定燃料噴射的時刻和/或持續時間。此外，所述燃料配量單元可以構造為共軌系統。對於該共軌系統來說，高壓泵以已 知的方式對存儲器中的燃料進行壓縮。然後燃料從該存儲器通過噴射器到達內燃機的燃燒 室中。藉助於噴射器來控制燃料噴射的持續時間和/或開始。在此所述噴射器優選包括電 磁閥或者說壓電的執行器。所述控制儀20以公知的方式計算有待噴射到內燃機中的燃料量。這種計算根據 不同的測量值15比如轉速η、發動機溫度、實際的噴射開始以及可能另外的表徵車輛的運行狀態的參量25來進行。所述另外的參量比如是加速踏板的位置或者環境空氣的壓力和 溫度。所述控制儀20而後將所期望的燃料量轉換為噴射器的相應的觸發脈衝。對於所提到的內燃機來說，經常在真正的主噴射之前不久將少量的燃料量配量到 氣缸中。由此可以顯著改進發動機的噪聲特性。這種噴射稱為預噴射並且真正的噴射稱為 主噴射。此外可以規定，在主噴射之後配量少量的燃料量。這種噴射而後稱為後噴射。此 外可以規定，將各個噴射分為另外的部分噴射。對於這樣的燃料配量系統來說，問題是，電操縱的閥在觸發信號相同時會配量不 同的燃料量。尤其剛好配量燃料的觸發持續時間取決於不同的因素。這種最低觸發持續時 間引起噴射，相反比所述最低觸發持續時間小的觸發持續時間則不會引起噴射。這種最低 觸發持續時間取決於不同的因素比如溫度、燃料種類、使用壽命、軌壓、噴射器的製造公差 和其它影響。為了能夠實現精確的燃料配量，必須知道這種最低觸發持續時間。在圖2中示出了同樣在DE 199 45 618 Al中說明的用於控制將燃料配量到內燃 機中的過程的裝置。已經在圖1中說明的元件用相應的附圖標記來表示。傳感器45以及 另外的未示出的傳感器的信號25到達量設定元件lKKMengenvorgabe)處。這個量設定元 件110計算相應於駕駛員願望的燃料量QKW。這個量信號QKW到達聯結點115處，在該聯結 點115的第二輸入端上加載了第二同步元件155的輸出信號QKM。所述第一聯結點115的 輸出信號到達第二聯結點130處，該第二聯結點130又向觸發持續時間計算元件140進行 加載。在所述第二聯結點的第二輸入端上加載零量校準元件145的信號QK0。在所述兩個 聯結點115和130中優選以相加方式聯結所述量信號。所述觸發持續時間計算元件140根 據所述聯結點130的輸出信號計算用於向燃料配量單元30加載的觸發信號。觸發持續時 間計算元件計算觸發持續時間，在此向電操縱的閥加載所述觸發持續時間。在傳感輪120上布置了不同的標記，由傳感器125對所述標記進行探測。在所示 出的實施例中，所述傳感輪是所謂的扇形輪Gegmentrad)，該扇形輪具有相應於氣缸數的 數目的標記，在所示出的實施例中這個數目是四。這個傳感輪優選布置在曲軸上。這意味 著，發動機每轉一圈就產生一定數目的脈衝，該數目相應於雙倍的氣缸數。所述傳感器125 將相應數目的脈衝提供給第一同步元件150。所述第一同步元件150向第一調節器171、第二調節器172、第三調節器173以及 第四調節器174進行加載。所述調節器的數目相應於氣缸數。所述四個調節器的輸出信號 而後到達第二同步元件155處。此外，所述調節器的輸出信號到達零量校準元件142處。作 為替代方案，也可以將所述第二同步元件的輸出信號傳送給零量校準元件142。這種替代方 案用虛線示出。在DE 195 27 218中詳細示出了這樣的沒有零量校準元件142的裝置。這種裝置 以如下方式工作。所述量設定元件110根據不同的信號比如表徵駕駛員願望的信號來確定 燃料量願望信號QKW，在此需要所述燃料量願望信號QKW用於提供由駕駛員所期望的力矩。 除了駕駛員願望信號之外，也還可以對另外的信號進行處理。尤其除了駕駛員願望信號之 外也對轉速信號和不同的溫度值和壓力值進行處理。此外存在著這樣的可能性，即由另外 的控制單元將信號傳輸給量設定元件，所述信號要求力矩願望和/或量願望。這樣的另外 的控制裝置比如可以是在換檔過程中影響發動機的力矩的變速器控制系統。尤其由於燃料配量單元30的公差，在所期望的噴射量與實際噴射的燃料量之間產生偏差。在此，內燃機的各個氣缸通常在觸發信號相同時配量不同的燃料量。各個氣缸 之間的這些偏差通常用量平衡調節(MAR)來調整。這樣的量平衡調節示意性地在圖2的上 面部分中示出。為進行量平衡調節，為內燃機的每個氣缸分配了調節器。也就是為第一氣 缸分配了第一調節器171，為第二氣缸分配了第二調節器172，為第三氣缸分配了第三調節 器173並且為第四氣缸分配了第四調節器174。在此也可以規定，僅僅設置一個調節器，該 調節器交替地分配給各個氣缸。所述第一同步元件150藉助於傳感器125和傳感輪120為 每個單個的調節器確定額定值和實際值。在此規定，為了對傳感輪的公差進行平衡並且為 了對扭轉振動進行補償，對傳感器125的信號進行專門濾波。將調節器171到174的輸出 信號傳送給第二同步元件155，該第二同步元件155提供校正量QKM，在此以該校正量來對 量願望QKW進行校正。如此構造這個量平衡調節，使得所述調節器將配量給各個氣缸的量調節到共同的 平均值。如果由於公差向氣缸配量提高的燃料量，那麼對於這個氣缸來說就將負的燃料量 QKM加到駕駛員願望量QKW上。如果向氣缸配量的燃料量太少，則將正的燃料量QKM加到駕 駛員願望量QKW上。在出現這樣的量誤差時出現旋轉不均勻性。這種旋轉不均勻性如此起 作用，從而將振動疊加到轉速信號上，所述振動的頻率相應於凸輪軸頻率和/或凸輪軸頻 率的數倍。轉速信號中的具有凸輪軸頻率的這些份額表徵旋轉不均勻性並且通過所述量平 衡調節調整到零。量平均值誤差無法用這種量平衡調節來校正。尤其基於在所提到的最低觸發持續 時間之下沒有配量燃料這個事實上的誤差無法用這樣的量平衡調節來校正。如果現在車輛處於慣性滑行中也就是說沒有進行噴射，那麼內燃機在向各個氣缸 噴射的燃料量方面相同。因此在轉速中不存在或者僅存在少量具有凸輪軸頻率的份額。如 果對於氣缸N來說緩慢提高噴射器的觸發持續時間，那就在所提到的最低觸發持續時間 ADO(N)之上噴射到氣缸N中。這導致燃燒不均勻性，而燃燒不均勻性又引起轉速不均勻性。 尤其在轉速信號中出現具有數倍的凸輪軸頻率的振動。這些凸輪軸頻率份額被所述量平衡 調節所識別。相應於氣缸N的調節器確定了校正值。在存在所述量平衡調節的校正值時，零量 校準元件142識別出相應的觸發持續時間ADO (N)，在所述觸發持續時間ADO (N)內噴射剛好 還可以與零量區分開來的噴射量。保存相應的數值ADO(N)並且在以後的配量中將其用於 對氣缸N的觸發持續時間進行校正。在圖2中這一點通過以下方式示出，即所述數值ADO (N) 用於形成所述校正值QKO。此外，從DE 199 45 618 Al中得知用於控制內燃機的燃料配量系統的一種方法和 一種裝置，對於所述方法和裝置來說通過公知的零量校準方法對噴射器的漂移進行適應處 理和補償。在這種方法中，從起始值出發提高或降低至少一個電操縱的閥的觸發持續時間 並且求得剛好噴射燃料的觸發持續時間。將出現信號變化的觸發持續時間作為最低觸發持 續時間加以保存。作為這樣的信號使用表徵旋轉均勻性的參量、氧傳感器的輸出信號或者 離子流探測器的輸出信號。圖3示出了按本發明的第一實施例的流程圖。在那裡示出的程序包括第一學習階 段300和隨後的第二學習階段305。在所示出的程序的開始310之後，在學習階段』 1』 300中在所假設的內燃機(BKM)的一個單個的氣缸η上觸發一次單個的測試噴射TE 315。該測試噴射在多數情況下相當 於預噴射，不過它也可以是後噴射或者每種其它可能形式的部分噴射。藉助於該測試噴射 315，在步驟320中以公知的方式實施零量校準(NMK)，並且更確切地說一直實施零量校準 (NMK)，直到存在最低觸發持續時間Τ_ΝΜΚ325，這應該通過程序循環來表示。因此，在學習階段』 1』 300中，首先完全學習按現有技術的NMK (也就是說用於一次 單個的預噴射)，其中可以以常見的方式考慮噴射器量調整(IMA)的校正以及氣缸背壓補 償的校正。比如從預先公開的DE 102 15 610 Al中得知用於實施噴射器量調整的一種方法 和一種裝置。在進行噴射器量調整時，通常以這樣的認識為基礎，即儘管存在相同的觸發電 壓，噴射器中由於製造引起的以及依賴於相應的噴射器類型的結構公差也引起噴射器的單 獨不同的噴射量。因此所述噴射器在製造時就已經經受噴射器量調整，在噴射器量調整時 觸發各個噴射器並且求得用於觸發持續時間或者觸發電壓的校正數據，從而對各個噴射器 的噴射量中的所提到的單獨的差異進行調整。所提到的校正數據優選保存在對於每個單個 的噴射器都布置的數字的數據存儲器中並且由此能夠通過發動機控制儀來單獨地控制相 應的噴射器。用於控制噴射器的觸發數據的計算藉助於量組合特性曲線來進行，所述量組合特 性曲線包括噴射量、軌壓與觸發時間之間的關係。然而在此，所述噴射器量調整隻能在這樣 的組合特性曲線範圍內實施，在所述組合特性曲線範圍內能夠依賴於所述觸發持續時間來
測量噴射量。所說明的噴射器量調整(IMA)方法優選在本發明中運用。在DE 10 2006 026 876 Al中說明了同樣公知的背壓補償的方法。如已經提到的 一樣，噴射量誤差主要基於這樣的情況，即噴射量依賴於在噴射時存在的燃燒室壓力。在預 噴射和/或後噴射時的燃燒室壓力明顯偏離於在主噴射時存在的燃燒室壓力。尤其對於以 液壓方式受控制的噴射系統來說，比如對於具有電觸發和控制室的共軌噴射器來說，針打 開特性依賴於噴嘴針上的力平衡。這種力平衡主要通過控制室中的壓力和燃燒室壓力來確 定並且額外地通過在噴射器關閉時加載在噴嘴針上的氣缸壓力受到影響，其中高的氣缸背 壓支持噴嘴的打開特性，也就是說在進行相同的電觸發時在時間上更早的時刻開始噴射。 另一方面噴射率又依賴於背壓，也就是說在背壓高時最大的噴射率降低，因為軌壓與所提 到的背壓之間的壓差變小。現在通過對氣缸壓力的考慮，可以提高配量精確度。此外，這樣 做的優點是，所述擁有噴射量作為輸入參量的量校正函數在正確的工作點上工作。現在，在這裡的數值Τ_ΝΜΚ的基礎上轉入第二學習階段』 2』 305中。在這個第二 學習階段305中，在這裡的實施例中首先藉助於詢問330和相應的程序循環來等候，直到存 在BKM的慣性滑行。如果存在著這種運行模式，那就按照步驟335以公知的方式實施壓力 波補償(DWK)或者說用於從TEl到ΤΕ2的壓力波作用的DWK計算。在此，可以運用在DE 10 2004 053 418 Al中所說明的方法。在所述壓力波補償的在步驟335中所計算的數值的基礎上，在步驟340中又在單 個的氣缸η上進行兩次測試噴射TEl和ΤΕ2，更確切地說用從第一學習階段300中產生的觸 發持續時間Τ_ΝΜΚ進行所述測試噴射。此外，在步驟345中根據零量校準的原理來求得所 述兩次測試噴射TEl和ΤΕ2的總噴射量ME_GES = ME (TEl)+ME (TE2)。
應該說明，當在步驟中在進行測試噴射TEl和TE2時必須考慮在DWK中求得的校 正值時，在步驟335中計算DWK對步驟340有影響。詳細來講，在此適用這樣的關聯，即以觸 發持續時間T_NMK+DWK-校正(後者換算為觸發持續時間)來實施所述第二測試噴射TE2。在接下來的步驟350中進行額定-實際比較，在進行額定-實際比較時檢查，所檢 測的實際量ME(TEl+TE2)_gem是否與額定量ME (TEl+TE2)_ber相一致，也就是說這兩個參 量的差值Δ等於零或者至少在一個能夠根據經驗預先給定的近似於零的閾值之內。如果 不是這種情況，那就在步驟355中以迭代方式計算或者說確定用於壓力波補償的新的校正 值KW。否則就跳到步驟360，在步驟360中將當前的校正值KW_aktuell最後保存在所提到 的EEPROM中並且因此在內燃機的點火運行中或者說在作為基礎的車輛的行駛運行中在通 常的壓力波補償時予以提供。因此在學習階段』2』305中，在運用此前已經從學習階段1中求得的漂移校正值的 情況下實施所述兩次測試噴射，其中這裡也可以以常規的方式考慮IMA及氣缸背壓補償的 校正。此外計算用於在時間上的第一預噴射對在時間上的第二預噴射的影響的壓力波補償 並且運用該結果。所述壓力波補償在此按照現有技術來計算，然而其中要強調，按本發明在 校準多次預噴射之一時使用所述壓力波補償。如說明的一樣，根據NMK原理來求得兩次測試噴射的總噴射量，更確切地說以公 知的方式從轉速信號、氧氣信號和/或離子流信號中求得所述總噴射量。按照按本發明提 出的方法，已經學到的校正值進入到用於壓力波補償的相應的校正值的計算中。就本發明的所說明的基本原理而言，關於在校準過程中變化的調節參量以及所配 屬的進入到壓力波補償中的反饋迴路方面可以考慮不同的變型方案，現在在這些變型方案 中應該對三種變型方案進行詳細說明。1.幅值誤差前面所說明的校準順序以這樣的假設為出發點，即壓力波補償的主要誤差是幅值 誤差(參見圖如)。在圖如中將作為調節參量的所測量的壓力波變化曲線400和在所提到 的進入到壓力波補償中的反饋迴路中產生的壓力波變化曲線405進行了對照。在此在突出 顯示的曲線區段415中，在所述兩條曲線400、405之間產生幅值偏差410。為了考慮到這種 幅值誤差，在所述兩次測試噴射TE1、TE2之間的時間間隔固定時改變在時間上第二測試噴 射的觸發持續時間，這基本上引起壓力波幅值的變化。在考慮量波(Mengenwelle)的幅值 的情況下設置進入到壓力波補償中的反饋迴路。產生所提到的幅值誤差的可能的原因是在測量壓力波補償時所採取的常見的處 理方式，該處理方式通常在具有試驗油的液壓試驗座上實施。實際的柴油燃料與試驗油之 間在衰減方面的差異可能引起幅值誤差。2.相位誤差作為替代方案，本發明能夠用所述方法學到壓力波補償的相位誤差(圖4b)。為 此，在所述兩次部分噴射或者說測試噴射的觸發持續時間固定時如此改變所述兩次噴射之 間的時間間隔，從而產生這裡所示出的三條相位移動的壓力波變化曲線420、425和430。因 此在所述兩條曲線425、430之間產生所示出的相位移動435。相應地而後選擇進入到壓力 波補償中的反饋迴路，該反饋迴路進入到對相位的考慮之中。產生所提到的相位誤差的可能的原因是，作為進入到壓力波補償中的輸入參量關於壓力波的相位對所述噴射之間的電間隔起作用，所述電間隔比如在控制儀中為人所知。 但是對於實際的壓力波來說具有決定作用的卻是壓力波的液壓間隔。通過噴射器的老化， 在老化的狀態中保存在DWK的應用中的從電間隔到液壓間隔的轉換不再有效，由此產生相
位誤差。3.頻率誤差通過所述兩次測試噴射TEl和TE2之間的間隔的合適的變化，可以檢測所述量波 或者說壓力波的頻率，更確切地說要麼根據過零點的間隔要麼根據兩個最小值/最大值 (MIN/MAX)峰值的間隔進行檢測。在此，與變型方案2 (相位誤差)不同的是，不是使間隔朝 總噴射量的目標值的方向迭代。更確切地說，為確定所述量波或者說壓力波的頻率而經過 所述間隔的預先定義的參數範圍，在該參數範圍內相應地測量總噴射量。在壓力波補償中 相應地選擇反饋迴路，該反饋迴路進入到對頻率的考慮之中。產生所提到的頻率誤差的可能的原因是壓力波的頻率與燃料溫度和軌壓之間的 關係，更確切地說尤其是與燃料輸入管路中的燃料溫度和軌壓之間的關係，其中僅僅不精 確地知道這兩個參量。詳細來講對於這些參量適用a.按照現有技術，用於確定壓力波的頻率的溫度作為混合溫度由燃料溫度(這個 傳感器處於高壓泵的進口中)以及冷卻劑溫度構成。管路中的實際溫度僅僅可以粗略近似 地尤其在動態的運行中通過既有的結構來描繪。b.管路中的軌壓通過軌壓傳感器來知道，不過在此假設，傳感器的位置上的壓力 等於管路中的壓力，這在忽略軌中的壓力振動以及節流損失的情況下近似是有效的。軌壓 傳感器的單獨的傳感器誤差額外地完全影響壓力波補償的公差。在圖5中示出了按本發明的用於控制這裡所涉及的噴射系統的裝置的一種優選 的實施例的框圖。在那裡示出的結構優選包含在這裡未示出的內燃機的控制單元中。尤其 所述結構構造為用於實施相應的方法的程序。下面所說明的用於運行這樣的裝置的方法尤其適用於第一測試噴射對接下來的 第二測試噴射的影響的校正以及第二測試噴射對直接接下來的主噴射的影響。在一種特別 有利的設計方案中，對兩次測試噴射對主噴射的影響進行校正。下面以主噴射QKHE的量的校正為例對校正進行說明。量設定元件200確定信號 QKHE，該信號QKHE表徵在主噴射時的噴射量。向聯結點205加載這個信號。在所述聯結點 205的第二輸入端上，同樣以正號存在量平衡調節元件207的輸出信號。所述聯結點205的 輸出信號以正號到達第二聯結點210處，該第二聯結點210又向最大值選擇元件215進行 加載。然後向組合特性曲線計算元件220加載所述最大值選擇元件215的輸出信號，所述 組合特性曲線計算元件220從量參量和另外的參量比如燃料壓力中確定用於噴射器的觸 發持續時間。在所述聯結點210的第二輸入端上以負號存在開關元件230的輸出信號，該開關 元件230選擇性地將零值設定元件238或者說聯結點MO的輸出信號傳送給聯結點210。 由校正控制系統235向所述開關元件230加載觸發信號。所述聯結點240優選用乘法將基 本值設定元件245的輸出信號與加權因數設定元件沈0的輸出信號聯結起來。將所述量設定元件200的輸出信號QKHE和軌壓傳感器145的輸出信號P輸入加權 因數設定元件沈0。所述基本值設定元件245對壓力傳感器145的輸出信號P及聯結點250的輸出信號進行處理。由所述量設定元件200將表徵所述兩次部分噴射之間的間隔ABVEl 的信號傳送給聯結點250。此外，在聯結點250中傳送由溫度校正元件255確定的校正因 數。所述溫度校正元件255對溫度傳感器178的輸出信號T和軌壓傳感器145的輸出信號 P進行處理。同樣將所述壓力傳感器145的輸出信號和聯結點250的輸出信號傳送給最小值設 定元件270。這個信號到達開關元件280處，在該開關元件280的第二輸入端上加載著最小 值設定元件285的輸出信號。該開關元件280根據所述校正控制系統235的觸發信號將所 述兩個信號之一傳送給最大值選擇元件215的第二輸入端。在一種特別有利的設計方案中，也考慮到在時間上處於第一部分噴射之前的第二 部分噴射的影響。這種實施方式以虛線示出。另外的基本值設定元件對恥對所述壓力傳 感器145的輸出信號P以及聯結點250b的輸出信號進行處理。由所述量設定元件200將 表徵有待校正的部分噴射與考慮間隔的部分噴射之間的間隔ABVE2的信號傳送給所述聯 結點250b。所述基本值設定元件對恥的輸出信號在另外的聯結點M8中與加權元件246 的信號相聯結，該加權元件246考慮通過位於中間的噴射而削弱的影響。在所述量設定元件200中，根據不同的運行特徵參量比如駕駛員願望和轉速保存 主噴射的有待噴射的燃料量QKHE。在聯結點205中，以所述量平衡調節元件207的輸出信 號為幅度對這個數值進行校正。所述量平衡調節保證，所有的氣缸將相同的扭矩貢獻給總 扭矩。通過所述量平衡調節來對噴射器在所噴射的燃料量方面的偏差和/或對燃燒的導致 不同的扭矩的影響進行補償。在所述聯結點210中用校正值對如此形成的有待噴射的用於主噴射的燃料量 QKHE進行校正，所述校正值根據測試噴射對壓力波動的影響進行補償。所述校正值主要由 基本值和加權因數所組成，所述基本值和加權因數在聯結點240中用乘法相聯結。所述基本值保存在基本值設定元件M5中，該基本值設定元件245優選構造為組 合特性曲線。所述基本值根據軌壓P和組合特性曲線中兩次部分噴射之間的經過校正的間 隔ABVEl從所述基本值設定元件245的組合特性曲線中讀出。優選所述基本值與所述間隔 之間的關係是周期函數，該周期函數受到壓力振動的影響。所述基本值設定元件245主要 考慮壓力振動的頻率。如果也考慮發生在過去的部分噴射的影響，那就形成兩個用於所述兩次有待考慮 的部分噴射的基本值。在此相應地使用通過優選相加聯結形成的基本值。所述加權因數由同樣構造為組合特性曲線的加權因數設定元件260根據軌壓P和 對於有待校正的噴射來說有待噴射的燃料量預先設定。所述加權設定元件主要考慮壓力振 動的幅值。隨後將這兩個數值相乘。在這種實施方式中，從表徵軌壓P和所述兩次部分噴射之間的經過校正的間隔 ABVEl的參量出發來預先給定所述基本值。從表徵軌壓P和對於有待校正的噴射來說有待 噴射的燃料量的參量出發來預先給定加權因數。藉助於開關230可以在特定的運行狀態中使校正不起作用。在這些不進行校正的 運行狀態中，由零值設定元件238將數值0預先設定為校正值。特別有利的是，根據溫度對所述兩次部分噴射之間的間隔ABVEl進行校正。為此， 尤其根據軌壓P和/或溫度T在溫度校正元件255中保存相應的校正因數。在聯結點250中將所述間隔ABVEl與這個校正因數相乘。相應地也在聯結點250b中對間隔ABVE2進行 校正。作為溫度優選使用用合適的傳感器檢測的燃料溫度。在最大值選擇元件215中將 如此經過校正的有待噴射的用於主噴射的燃料量QKH與能夠最小示出的燃料量進行比較。 根據軌壓和相應的部分噴射之間的間隔ABVEl和/或間隔ABVE2用最小值設定元件270從 組合特性曲線中讀出所述能夠最小示出的燃料量。根據軌壓P和組合特性曲線中兩次部分噴射的優選用溫度校正的間隔計算校正 量的基本值。所述組合特性曲線245作為軌壓和所述兩次部分噴射的間隔的函數包括在燃 料溫度恆定時具有前置的噴射的噴射量相對於無前置的噴射的燃料量的偏移。所述基本值 考慮壓力振動以及由此校正量與所述兩次部分噴射的時間間隔之間的關係。在此所述校正 的這種時間變化也在微小的範圍內依賴於軌壓。該組合特性曲線在泵試驗臺和/或發動機試驗臺上在使用對相應的壓力來說典 型的噴射量或者說噴射持續時間時求得。用能夠根據軌壓和燃料溫度同樣從組合特性曲線 中讀出的校正因數對由所述量設定元件200求得的間隔進行校正，並且將其標準化到基本 組合特性曲線的基準溫度。所述組合特性曲線優選從燃料數據中推導出來或者同樣在試驗 臺上測量。如此經過校正的間隔用作用於計算基本值的組合特性曲線的輸入參量。隨後根據軌壓和有待校正的噴射的噴射量，將從基本組合特性曲線中計算的校正 量與來自於保存在加權因數設定元件260中的組合特性曲線中的加權因數相乘，從而使校 正量與和在基本組合特性曲線中所考慮的噴射量有偏差的噴射量相匹配。該組合特性曲線 同樣在試驗臺上為所述兩次部分噴射之間的一個或者兩個固定的間隔ABVEl而確定。如此 選擇這些間隔，從而在試驗臺上出現基本組合特性曲線中的量最大值和/或量最小值。現在在聯結點中將如此求得的代表著相對於無前置的噴射的噴射的偏差的校正 值從所期望的噴射量210中扣除並且輸入最大值選擇元件215。在最大值選擇元件215中， 將這個數值與從最小值設定元件270的組合特性曲線中讀出的最小量進行比較。同樣根據 軌壓和所述兩次部分噴射的間隔來計算所述最小量。為求得所述組合特性曲線，將噴射器 的觸發持續時間設置到對於相應的軌壓來說最小的觸發持續時間。現在可以通過在圖5中示出的裝置的改動來實施上面所說明的按本發明的方法， 其中所說明的學習階段通過接下來說明的反饋迴路來實現。在圖5中繪出了所述按本發明的反饋的所說明的三種變型方案。因為在實踐中出 現所有的誤差種類，所以在這裡的實施例中示出了實際實施針對任意的誤差的幹預。此外， 下面根據經驗為所有可能的誤差種類假設幅值誤差。在出現其它或者混合的誤差的情況 下，可能有利的是，在壓力波補償時使用另外的接口作為所示出的接口。如果在按圖3的步驟350中進行檢查時發現正的調節偏差，也就是說所述兩次測 試噴射TEl和TE2的所測量的噴射量大於預先給定的額定量，那就計算正的校正值四2並 且在聯結點290上將這個數值與所述結構沈0 (圖5)的輸出端相聯結。這種聯結290可以 用加法、乘法、或者其它複雜的方式比如藉助於特性曲線來進行。所測量的噴射量的所提到 的提高導致邏輯上接下來的聯結點240的擴大的結果，並且由於負號而在又在邏輯上接下 來的聯結點210的輸出端上導致結果的減小。由此同樣減小所產生的觸發持續時間。因此， 對於緊隨其後的校準順序來說，在步驟345中(圖幻產生減小的噴射量。
一直實施所說明的迭代，直到滿足在圖3中示出的標準350並且在這種情況下而 後轉到步驟360。在出現相位誤差的情況下，作為替代方案在方框200後面藉助於聯結294來實施 所述反饋四6，由此確定所提到的間隔ABVE1。這導致在邏輯上接下來的聯結點250的結果 的變化並且由此隱性地也就是說通過元件M5J49J40、…導致在邏輯上最後接下來的聯 結點210的結果的變化。如果不知道主要的誤差的類型，或者同時出現多種誤差類型，那麼可能有利的是， 將聯結240的輸出端上的反饋299布置在邏輯上接下來的聯結點298上。這樣的聯結又可 以用加法、乘法或者以所提到的複雜的方式來進行。這樣的布置同樣通過聯結點210用於 進入到所提到的迭代過程中。在圖6中示出了兩次在時間上先後相隨的測試噴射TEl和TE2的典型的時間過 程，在所述測試噴射TEl和TE2中相應地實施所提到的「背壓補償」。在所示出的圖表中， 根據曲軸角度(KW-Winkel)繪出了未示出的噴射系統的電觸發信號。此外繪出了上死點 (OT)。人們將內燃機曲軸的活塞不再沿軸向方向執行運動的位置稱為「死點」。死點的位置 通過曲軸、連杆和活塞的幾何形狀來明確地確定。在此區分上死點(OT)(活塞上側面處於 氣缸頭附近)與下死點(UT)(活塞上側面遠離氣缸頭)。所述測試噴射TEl在此由兩個控制信號分量600、605所組成。所述分量600是由 於所提到的背壓補償所引起的校正項，相反第二分量605是從零量校準(NMK)中產生的項， 更確切地說具有時間長度TNMK。參量Tnmk按照現有技術已經包含所提到的IMA以及上面所 說明的觸發持續時間組合特性曲線。在時間遲延Dtei,TE2之後，在此進行第二部分噴射TE2。觸發信號又由從背壓補償中 產生的第一校正項600』和從零量校準中產生的第二項605』所組成。通過虛線應該表示， 所述項600和600』或者說605和605』並非一定相同。與第一測試噴射TEl不同的是，所述觸發信號包含另外的從壓力波補償(DWK)中 產生的校正項610，該校正項610也包括上面所說明的藉助於反饋所進行的迭代。所述觸發 分量610在這裡的實施例中在曲軸角度為10°時終止。最後應該強調，此前所說明的方法和所述裝置可以輕易地一般化到兩次以上的部 分噴射上，因為相同的原理也可以僅僅通過附加第三學習階段的方式在使用三次測試噴射 等的情況下用於兩次以上的噴射。
權利要求
1.用於控制內燃機的噴射系統的方法，其中，藉助於壓力波補償對至少兩次在時間上 先後相隨的部分噴射進行補償，其特徵在於，對內燃機的氣缸以彼此間預先給定的時間間 隔來觸發至少兩次測試噴射，求得所述至少兩次測試噴射的總噴射量並且將所求得的總噴 射量與所期望的總噴射量之間的偏差假設為壓力波補償的誤差並且從中確定用於壓力波 補償的校正值。
2.按權利要求1所述的方法，其特徵在於，在觸發所述至少兩次測試噴射時運用事先 藉助於零量校準求得的漂移校正值。
3.按權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，在求得所述至少兩次測試噴射的所提到 的總噴射量時運用事先藉助於零量校準求得的漂移校正值。
4.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，在內燃機的慣性滑行中實施所 述至少兩次測試噴射。
5.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，所提到的用於壓力波補償的校 正值通過至少一個觸發參數的改變而改變，直到所求得的總噴射量獲得所述至少兩次測試 噴射的額定噴射量的總和。
6.按權利要求5所述的方法，其特徵在於，所產生的校正值非暫時地加以保存，優選保 存在內燃機的噴射系統的或者控制儀的EEPROM中，並且在內燃機的點火運行中或者在作 為基礎的車輛的行駛運行中運用在壓力波補償中。
7.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，設有第一學習階段(300)和至 少第二學習階段(305)，其中，在所述第一學習階段(300)中觸發部分噴射(315)並且實施 零量校準，在所述至少第二學習階段(305)中也就是說在考慮從所述第一學習階段(300) 中產生的最低觸發持續時間的情況下觸發所述至少兩次測試噴射，實施所述第一測試噴射 對所述至少第二測試噴射的壓力波作用的壓力波補償(340)並且藉助於零量校準來求得 所述兩次測試噴射的總噴射量(345)。
8.按前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，作為壓力波補償中的調節參量 考慮幅值誤差和/或相位誤差和/或頻率誤差。
9.用於控制內燃機的噴射系統的裝置，其中，藉助於壓力波補償對至少兩次在時間上 先後相隨的部分噴射進行補償，其特徵在於，設有校正機構092、296、299)，藉助於所述校 正機構(四2、四6、四9)根據所述至少兩次部分噴射的所測量的噴射量與所述至少兩次部 分噴射的總噴射的預先給定的額定量之間的偏差求得校正值。
10.按權利要求9所述的裝置，其特徵在於，將所計算的校正值藉助於至少一個聯結點 (290,294,298)饋入到所述用於控制噴射系統的裝置中，從而減少所產生的觸發持續時間。
11.按權利要求10所述的裝置，其特徵在於，所述至少一個聯結點(四0、四4、四8)以相 加或者相乘的方式或者以其它複雜的方式優選藉助於特性曲線來實現。
全文摘要
本發明涉及用於控制內燃機的噴射系統的一種方法和一種裝置，其中藉助於壓力波補償對至少兩次在時間上先後相隨的部分噴射進行補償，在此尤其規定，對所述內燃機的氣缸以彼此間預先給定的時間間隔來觸發兩次測試噴射，求得所述至少兩次測試噴射的總噴射量並且將所求得的總噴射量與所期望的總噴射量之間的偏差假設為壓力波補償的誤差並且從中確定用於所述壓力波補償的校正值。
文檔編號F02D41/24GK102084110SQ200980126394
公開日2011年6月1日 申請日期2009年6月3日 優先權日2008年7月7日
發明者J·帕爾默, M·瓦爾特, S·博林格爾, Z·帕普茨特 申請人:羅伯特.博世有限公司