用於壓力調節的方法
2023-10-26 14:27:37
專利名稱：用於壓力調節的方法
技術領域：
本發明涉及一種V形布置內燃機的A側上的共軌系統的及B側 上的共軌系統的壓力調節(Druckregelung)的方法。
背景技術：
V形布置的內燃機在A側和B側上具有用於燃料的中間存儲的軌 道。噴射器聯結在軌道處，燃料通過其而被噴射入燃燒室中。在共軌 系統的第 一種結構形式中，高壓泵在壓力增加的情況下將燃料並行地 輸送到兩個軌道中。因此，在兩個軌道中存在著相同的軌壓。第二種 共軌系統的結構形式的不同在於，第 一 高壓泵進行至第 一軌道的輸送 而第二高壓泵進行至第二軌道的輸送。兩種結構形式均例如從文件 DE43 35 171 Cl中已知。
因為燃燒的質量決定性地依賴於軌道中的壓力水平 (Druckniveau),所以對壓力水平進行調節。典型地，壓力調節回3各 (Druckregdkreis)包括壓力調節器，帶有高壓泵的吸取節流閥 (Saugdrossel)和作為調節對象(Regelstrecke)的軌道以及在反饋支路中 的濾波器。在該壓力調節迴路中，軌道中的壓力水平對應於調節量 (Regelgroesse)。通過濾波器而將所測量的軌壓的未處理值(Rohwerte) 轉化為實際軌壓並將其與理論軌壓相比較。然後，由此產生的調節偏 差隨後通過壓力調節器而轉化為用於吸取節流閥的調整信號 (Stdlsignal)。調整信號對應於以升/分鐘為單位的體積流量，其以電的 方式實施成PWM信號(脈衝寬度調製)。相應的壓力調節迴路從文件 DE 10 2006 049 266 B3中為人所知。
設置作為發電機驅動裝置的內燃機在轉速調節迴路中運行以獲得恆定的50Hz電源頻率。作為調節量，曲軸處的轉速的未處理值被
獲取、濾波且作為實際轉速而與參考量(理論轉速)相比較。然後，由
此產生的調節偏差通過轉速調節器而被轉變為調整量(Stellgroesse)(理 論噴射量)。通過調整量來調整待噴射的燃料量。
在帶有壓力調節和轉速調節的內燃機中負荷跌落(Lastabwurf)是 難以控制的(schwer beherrschbar)過程。 一方面歸因於其動態性而另一
在負荷;汰落時的反應時間的措施是噴射起始調節(文件DE 199 37 139 Cl)，切換到更快的轉速濾波器(文件DE 10 253 739 B3)或壓力濾波器 (DE 10 2004 023 365 Al)或暫時地提高PWM信號(文件DE 10 2005 029 138B3)。此外，由文件DE 101 12 702A1中已知，在大的動態變 化下通過預控制量來改善壓力調節迴路的反應時間。通過預控制量來 控制高壓泵。基於理論燃料量、高壓泵轉速和軌壓來計算預控制量。
前述方法的共同特徵是其被應用在帶有壓力調節迴路的第一種 結構形式的共軌系統中。
發明內容
本發明的目的在於，提出 一種用於V形布置內燃機的A側上的共 軌系統及B側上的共軌系統的獨立的壓力調節的設計。
中，A側上的共軌系統的軌壓通過A側的壓力調節回3各且B側上的共
並且，共同的理論軌壓(gemeinsamer Soll-Raildruck)作為用於該兩個壓 力調節迴路的參考量(Fuehrungsgroesse)而4皮定義。此外該方法還包括， 通過轉速調節器依賴於實際轉速相對理論轉速(einer Ist-Drehzahl zu einer Soll-Drehzahl)而計算理，淪噴射量並且依賴於理i侖噴射量而計算 共同的幹擾量。然後，通過該共同的幹擾量，不僅A側壓力調節器的 調整量而且B側壓力調節器的調整量都#皮{多正。
5在本發明的又一方面，在用於呈V形布置的內燃機(l)的A側上
的共軌系統及B側上的共軌系統的壓力調節的方法中，A側上的共軌 系統的軌壓通過A側的壓力調節迴路且B側上的共軌系統的軌壓通過 B側的壓力調節迴路而分別彼此獨立地被調節，並且，定義共同的理 -論軌壓作為用於該兩個壓力調節回^^的參考量，並且，依賴於實際轉
速相對理論轉速的偏差通過轉速調節器而計算理論噴射量，依賴於理 論噴射量而計算共同的幹擾量，並且通過該共同的幹擾量來修正A側 壓力調節器的調整量及B側壓力調節器的調整量。
本發明的基礎思想是利用由系統所定的(systembedingt)轉速調節 迴路的較高的動態性以便在負荷跌落時縮短壓力調節迴路的階躍響 應時間。根據本發明，使用轉速調節器的調整量(這裡為理-論噴射量)， 隨後基於該調整量而確定用於對壓力調節迴路施加影響的共同的幹 擾量。
此外，在第一實施例中，共同的幹擾量對應於靜態的幹擾量 (statischenStoergroesse),其基於理i侖噴射量、實際轉速、內燃衝幾的缸 數和因子的乘積而算得。在第二實施例中，共同的幹擾量對應於動態 的幹擾量，其又基於該靜態的幹擾量通過PDT1-環節(PDT1-Glied)而算得。
用於A側上的共軌系統和B側上的共軌系統的分開的壓力調節使 得對兩個吸取節流閥的單獨的診斷和影響成為可能。例如，如果兩個 軌壓中的一個不穩定，則可通過PWM基本頻率(Grundfrequenz)或壓 力調節器參數(P-、 I-、 DTl-部分(Anteil))的單獨的改變來實現對各調 節迴路的影響。由此，適宜的診斷和適宜的反應的相互作用是有利的。
在本發明的又一方面，A側的壓力調節迴路和B側的壓力調節回 路均以流量調節迴路為基礎，吸取節流閥的調整流通過這些流量調節 迴路而糹皮調節。
在附圖中示出了一種優選的實施例。其中
圖l顯示了系統圖解，
圖2顯示了兩個壓力調節迴路的方框圖，
圖3顯示了時間上的不同的特徵值，而
圖4顯示了程序流程圖。
參考標號
1 內燃機
2 油箱 3A, 3B 低壓泵 4A, 4B p及耳又節流閥 5A, 5B 高壓泵 6A, 6B 軌道 7A，7B 噴射器
8 電子式發動機控制器(ECU)
9A, 9B 壓力調節迴路
IOA， 10B 壓力調節器
11 A, 11B 限制才莫塊(Begrenzung)
12A, 12B 泵特性曲線
13A, 13B 計算PWM信號
14A 調節對象 A側
14B 調節對象B側
15A, 15B 濾波器
16 功能塊
17 PDTl-環節 18A， 18B 點
19A， l犯 點
20 點
具體實施例方式
圖1顯示了帶有A側上的共軌系統和B側上的共軌系統的電子控 制式內燃機l的系統圖解。作為機械部件，A側上的共軌系統包括用 於從油箱2輸送出燃料的低壓泵3A，用於影響體積流量的吸取節流 閥4A，高壓泵5A,軌道6A和用於將燃料噴射到內燃機1的燃燒室 中的噴射器7A。 B側上的共軌系統包括同樣的機械部件，其通過參考 標號處的附註B而^皮標識。
內燃機1通過電子式發動機控制器8(ECU)而被控制。在圖1中， 作為電子式發動機控制器8的輸入量，示例性地示出了 A側軌壓 pCR(A)， B側軌壓pCR(B)以及參量EIN。參量EIN代表其它的輸入 信號，例如代表發動機轉速或代表操作員的功率需求。所示的電子式 發動機控制器8的輸出量是用於控制A側的吸取節流閥4A的PWM 信號PWM(A)，用於控制A側的噴射器7A的功率決定S (leistungsbestimmend)信號ve(A),用於控制B側的吸取節流閥4B的 PWM信號PWM(B)，用於控制B側的噴射器7B的^#決定功率的信 號ve(B),以及參量AUS。後者代表其它的用於控制內燃機1的調整 信號，例如用於控制AGR閥的調整信號。不言而喻，所示共軌系統 也可實施為帶有單儲存器(Einzdspeichern)的共軌系統。所示實施例的 典型的特徵在於相對彼此而言獨立的A側軌壓pCR(A)調節和獨立的 B側軌壓pCR(B)調節。
圖2顯示了兩個壓力調節迴路的方框圖。A側的壓力調節迴路9A 的部件通過參考標號處的附註A來標識而B側的壓力調節迴路9B的 部件通過附註B來標識。兩個調節迴路以相同的方式:&計。*接下來描 述A側的壓力調節回3各9A,在此，其描述也可類推地應用到B側壓 力調節迴路9B上。參考量對於兩個壓力調節迴路而言是相同的，在 此為共同的理論軌壓pSL。
A側壓力調節迴路9A的輸入量是理論軌壓pSL，以"升/分鐘，， 為單位的共同的幹擾量VSRG,實際轉速nIST,用於PWM信號的基本頻率fPWM,電池電壓UBAT，以及包括供應線在內的吸耳又節流閥 (圖1: 4A)的歐姆電阻(ohmsche Widerstand)R。 A側壓力調節迴路的輸 出量是軌壓pCR(A)的未處理值。基於該軌壓pCR(A)的未處理值藉助 濾波器15A而確定實際軌壓pIST(A)。其與理論軌壓pSL在點18A處 相比較。由此產生調節偏差ep(A)，基於該調節偏差，壓力調節器10A 至少利用PID特性(PID-Verhalten)而計算出調整量V(A)。調整量V(A) 對應於帶物理單位"升/分鐘"的體積流量。在點19A處，調整量V(A) 和共同的千擾量VSRG相加並且作為輸入信號V1(A)一皮引導到限制模 塊11A上。通過限制模塊11A，輸入信號V1(A)的值依賴於實際轉速 nIST而被加以限制。如果輸入信號V1(A)的值位於邊界值之下，則輸 出信號V2(A)的值對應於值V1(A)。 理論電流(elektrischer Soll-Strom)iSL通過泵特性曲線12A而與輸出信號V2(A)相關聯。此 後，理論電流iSL在計算模塊13A中被換算為PWM信號PWM(A)。 PWM信號PWM(A)是接通時間，並且頻率fPWM對應於基本頻率。 此外，在換算時，吸取節流閥(包括供電線)的歐姆阻值R和運行電壓 UBAT的波動也被考慮。然後，以PWM信號PWM(A)來作用吸取節 流閥的電^t線圈。以此，^茲心的行程(Weg)糹支改變，由此，高壓泵的 輸送流自由地被影響。高壓泵5A，吸取節流閥4A和軌道6A對應於 A側的調節對象14A。消耗體積流量V3(A)經由噴射器7A而從軌道 6A^皮導出。由此，A側的調節回3各9A封閉。
基於實際轉速nIST、理論噴射量QSL、內燃機1的缸數ZYL以 及第一因子Fl,通過功能塊16而計算理論消耗(Soll-Verbrauch)VSL。 理論噴射量QSL對應於未示出的轉速調節器的輸出量，也即其調整 量。通過將輸入量彼此相乘來計算理論消耗VSL。然後，在點20處， 理論消耗VSL與第二因子F2(例如0.5)相乘。所算得信號對應於靜態 的幹擾量VSTAT。在未示出的第一實施例中，其直接地被引導到點 19A和19B上，這就是說，共同的幹擾量VSRG與靜態的千擾量 VSTAT相同。在所示出的第二實施例中，基於靜態的幹擾量VSTAT
9通過PDTl-環節17而形成動態的幹擾量，其對應於共同的幹擾量VSRG。然後，共同的幹擾量VSRG被引導到點19A和19B上並在那裡與A側壓力調節器10A的調整量V(A)及B側壓力調節器10B的調整量V(B)相加。
在未示出的設計方案中作如下設置，即，A側的壓力調節迴路9A和B側的壓力調節回i 各9B都以電流調節回^各為基礎(einStromregelkreis unterlagert),吸取節流閥(圖1: 4A， 4B)的調整電流(Einstellstrom)通過其而一皮調節。舉例來說，相應的帶有預控制的電流調節迴路從文件DE 10 2004 061 474 Al已知。
如在圖2的方框圖中所示的那樣，負荷跌落時壓力調節迴路的更高的動態性如此地實現，即，共同的幹擾量VSRG以修正的方式作用到壓力調節器的調整量上。共同的幹擾量VSRG又決定性地由轉速調節器的調整量、即理論噴射量QSL所確定，其由系統所定地具有相當高的動態性。用於A側上的共軌系統和B側上的共軌系統的分開的壓力調節使得對該兩個吸取節流閥的單獨的診斷和影響成為可能。例如，如果兩個軌壓中的一個不穩定，則可以通過單獨地改變壓力調節器參數(P-、 I-、 DTl-部分)或PWM基本頻率fPWM來實現對各調節迴路的影響。由此，針對性的診斷和針對性的反應的相互作用是有利的。
圖3包括分圖3A至3E，其顯示了負荷跌落時的不同的狀態量。以與時間有關的方式，於圖3A中顯示了表徵負荷的信號PL,於圖3B中顯示了實際轉速nIST，於圖3C中顯示了理論噴射量QSL，於圖3D中顯示了理論消耗VSL，並顯示了 A側的實際軌壓pIST(A)。在圖3D和3E中，在靜態幹擾量接入(圖2: VSTAT)情況下的曲線作為實線被示出且在動態幹擾量接入情況下的曲線作為點劃線而被示出。在圖3E中，示例性地示出了 A側的實際軌壓pIST(A)，在此，B側的實際軌壓pIST(B)呈現為與此類似的曲線。
在時間點tl,消耗功率突然地減小。因此，在圖3中，信號PL從初值P1下降到零。作為該負荷跌落的結果，內燃機的實際轉速nIST從時間點tl起上升。轉速調節器通過轉速調節偏差(理論轉速=常數)識別出實際轉速nIST的升高。由此，轉速調節器通過^f吏其調整量(在此為理i侖噴射量QSL^人時間點tl起變小的方式而作出反應。實際轉速nIST在時間點t3到達其最大值。由於該強烈地上升的實際轉速nIST,轉速調節器將理論噴射量QSL首先減小直至低於怠速理論噴射量QLL且然後減小到零(時間點t4)。通過如下方式基於實際轉速nIST和理論噴射量QSL計算理論燃料消耗(Soll-KraftstoffVerbrauch)VSL，即，將它們與內燃機缸數相乘(VSL ~ nIST QSL ZYL)。與理論噴射量QSL相對應地，理論燃料消耗VSL同樣也具有下降的曲線，首先下降直至低於理論燃料消耗VLL且隨後在時間點t4下降至零(圖3D)。在所示的示例中假定，在時間段t4/t5中，理論噴射量QSL保持為零且由此理論燃料消耗VSL也保持為零。
減小的理論噴射量QSL意味著從軌道取出更少的燃料。但同時，由於高壓泵以機械的方式由內燃機所驅動且增高的實際轉速nIST造成了更高的輸送功率，所以高壓泵輸送更多的燃料至軌道中。更小的理論噴射量QSL和更高的高壓泵輸送功率引起軌道中的壓力升高。在圖3E中，自A側的實際軌壓pIST(A)上的第一壓力水平pl開始的該壓力升高明顯可見。在靜態的幹擾量接通的情況下在時間點t5達到A側的實際軌壓的最大值。
如果採用動態的幹擾量接通，則理論燃料消耗VSL的下降被加強，見圖3D,點劃線和時間點t2。更快地下降的理論燃料消耗VSL導致A側的實際軌壓pIST(A)上升得更緩慢且其最大值比在靜態的幹擾量接通情況下的最大值小(時間點t6)。在圖3E中，該壓力差以dp來標識。
在圖4中以程序流程圖示出了根據本發明的方法。在Sl處，A側軌壓pCR(A)的未處理值被獲取並濾波。然後，經濾波的值對應於A側的實際軌壓pIST(A)。在S2處以類似的方式確定B側的實際軌壓pIST(B)。此後，在S3處確定共同的理論軌壓pSL。共同的理論軌壓
備選地依賴於理論噴射量QSL和實際轉速nIST而被算得。在S4處，
的偏差中被算得。以類似的方式在S5處計算B側的調節偏差ep(B)。此後，在S6處通過A側壓力調節器計算A側的調整量V(A)(典型地為帶有單位"升/分鐘"的體積流量)。通過B側壓力調節器，藉助B側的調節偏差ep(B)確定B側的調整量V(B),見S7。在S8處，共同的幹擾量VSRG或者作為靜態的幹擾量或者作為動態的幹擾量(該動態的幹擾量基於靜態的幹擾量通過PDTl-環節而被算得)而被算得。接著在S9處，A側壓力調節器的調整量V(A)和共同的幹擾量VSRG相加。結果對應於這樣的體積流量，該體積流量為用於限制模塊的輸入信號V1(A)。以相應的方式，從B側壓力調節器的調整量V(B)與共同的幹擾量VSRG的和中算出輸入信號V1(B)(S10)。此後，在S11處計算用於控制A側的吸取節流閥的相應的PWM信號PWM(A),並且在S12處計算用於控制B側的吸取節流閥的PWM信號PWM(B)。由此，程序流程圖結束。
權利要求
1.一種用於呈V形布置的內燃機(1)的A側上的共軌系統及B側上的共軌系統的壓力調節的方法，其中，所述A側上的共軌系統的軌壓(pCR(A))通過A側的壓力調節迴路(9A)且所述B側上的共軌系統的軌壓(pCR(B))通過B側的壓力調節迴路(9B)而分別彼此獨立地被調節，並且，定義共同的理論軌壓(pSL)作為用於該兩個壓力調節迴路(9A，9B)的參考量，並且，依賴於實際轉速(nIST)相對理論轉速(nSL)通過轉速調節器而計算理論噴射量(QSL)，依賴於所述理論噴射量(QSL)而計算共同的幹擾量(VSRG)，並且通過所述共同的幹擾量(VSRG)來修正A側壓力調節器(10A)的調整量(V(A))及B側壓力調節器(10B)的調整量(V(B))。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述共同的幹擾量(VSRG)對應於基於理論噴射量(QSL)、實際轉速(nIST)、缸數(ZYL)和因子(F1， F2)的乘積而計算的靜態的幹擾量(VSTAT)。
3. 根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所迷共同的幹擾量(VSRG)對應於基於所述靜態的幹擾量(VSTAT)通過PDT1-環節(17)而計算的動態的幹擾量。
4. 根據前述權利要求中任一項所述的方法，其特徵在於，以電流調節迴路為基礎，吸取節流閥(4A, 4B)的調整電流通過這些電流調節迴路而糹皮調節。
5.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述共同的理論軌壓(pSL)作為恆定值而給定。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，依賴於理論力矩或者依賴於所述理論噴射量(QSL)和所述實際轉速(nIST)而計算所述共同的理論軌壓(pSL)。
全文摘要
本發明涉及一種用於壓力調節的方法，具體而言，提出了一種用於V形布置內燃機(1)的A側上的共軌系統及B側上的共軌系統的壓力調節的方法，其中，A側上的共軌系統的軌壓(pCR(A))通過A側的壓力調節迴路且B側上的共軌系統的軌壓(pCR(B))通過B側的壓力調節迴路而相應地相對彼此獨立地被調節，並且，定義共同的理論軌壓作為用於兩個壓力調節迴路的參考量，並且，通過轉速調節器依賴於實際轉速對理論轉速而計算理論噴射量，依賴於理論噴射量計算共同的幹擾量，並且通過共同的幹擾量來修正A側壓力調節器的調整量及B側壓力調節器的調整量。
文檔編號F02D41/02GK101676540SQ20091016526
公開日2010年3月24日 申請日期2009年8月4日 優先權日2008年8月4日
發明者A·多爾克, M·普羅思曼 申請人:Mtu腓特烈港有限責任公司