用于运行内燃机的方法、用于内燃机的喷入系统以及内燃机与流程

文档序号:12185113阅读:450来源:国知局
用于运行内燃机的方法、用于内燃机的喷入系统以及内燃机与流程

本发明涉及根据权利要求1所述的用于运行内燃机的方法、根据权利要求6所述的用于内燃机的喷入系统和根据权利要求10所述的内燃机。



背景技术:

由德国的专利文献DE 10 2009 031 529 B3得知用于运行带有喷入系统的内燃机的方法,其中,所述喷入系统具有共同的高压储存器、即所谓的轨,从而所述喷入系统构造为共轨系统。在所述高压储存器中的高压通过作为第一压力调节环节的低压侧的吸入式节流阀在高压调节回路中来调节。高压扰动变量通过作为第二压力调节环节的高压侧的压力调节阀来产生,其中,燃料通过所述压力调节阀从所述高压储存器中调控到燃料贮存器中。在此设置,所述压力调节阀在置入的保护功能的情况下暂时地朝打开方向最大地被操控。如果动态的高压超过预设的压力界限值,则置入所述保护功能。通过朝最大的打开的方向操控所述压力调节阀能够暂时防止所述轨压力的继续的提高。在经过预设的时间间隔之后,重置所述保护功能。仅仅当所预设的压力界限值又被超过时,才实现所述保护功能的重新置入,其中,同时将所述保护功能重新开启(freigeschaltet)。所述开启通过专门的变数来引起,当所述高压在保护功能激活并且接下来重置之后低过预设的滞后压力值时,所述变数才置于开启值。

在所述压力调节功能的这种操控方面出现如下缺点,即当使用无电流地打开的吸入式节流阀时,所述保护功能例如在所述吸入式节流阀插头的线缆折断的情况下周期性地被激活。也就是说在这种情况中所述吸入式节流阀持久地在打开的状态中运行,由此最大的燃料量输送到所述高压储存器中,也就是说所述内燃机的转速越高,输送到所述高压储存器中的燃料量就越多。这引起所述高压的提高,当所述压力调节阀打开时,所述提高停止。然而因为所述保护功能仅仅暂时是起作用的,故如果重置所述保护功能,则所述高压首先下降并且又提高,因为燃料持续地通过所述吸入式节流阀再输送。之后所述保护功能又被激活,由此所述轨压力又下降,其中,在此显示的模式之后周期性地延续。结果是周期性波动的高压,这导致不安静的马达运转。此外,所述内燃机的排放特性变差,因为所述高压在提到的保护功能的情况下不再被调节并且由此会严重地与设置的期望值偏差。

此外示出,所已知的喷入系统具有机械的过压阀,所述机械的过压阀在超过另外的、典型地较高的压力界限值的情况下打开并且由此无关于电子的操控地以纯机械的途径安全地防止在所述高压储存器中的不允许高的压力提高。除了所述过压阀自身之外还必须设置有线路,所述线路将所述过压阀一方面与所述高压储存器并且另一方面与所述燃料贮存器连接。这些部件要求结构空间并且增加所述喷入系统的成本。因此值得期望的是,能够省去所述过压阀和与其连接的线路。



技术实现要素:

本发明的任务是,提供如下方法,其没有所提及的缺点中的至少一个。尤其应该借助于所述方法实现,可靠地保护所述内燃机以防所述高压不允许地提高并且尽可能同时保证稳定的高压用于所述内燃机的改善的排放特性。本发明也基于如下的任务,提供相应的喷入系统以及内燃机。

所述任务如下解决,即提供具有权利要求1的步骤的用于运行内燃机的方法。在此根据所述方法的第一实施方式设置,所述高压在保护运行中通过所述压力调节阀经由第二压力调节回路来调节。由此获得如下:在所述高压储存器中的高压在正常运行中通过作为第一压力调节环节的低压侧的吸入式节流阀在第一高压调节回路中来调节,其中,在所述正常运行中通过所述压力调节阀产生高压扰动变量作为第二压力调节环节。在所述保护运行中反之所述高压借助于所述压力调节阀通过所述第二压力调节回路来调节。由此实现,即使在所述第一高压调节回路失灵的情况下(尤其在作为第一压力调节环节的吸入式节流阀失灵的情况下、例如基于线缆折断、忘记插上所述吸入式节流阀插头、卡住或污染所述吸入式节流阀或在所述第一高压调节回路中其它的故障或错误)仍实现调节所述高压、也就是说通过所述第二高压调节回路并且借助于所述压力调节阀进行调节。一方面能够由此保护所述喷入系统以防不允许高的高压,另一方面避免所述高压的周期性的波动。所述高压更确切地说通过所述第二高压调节回路来调节到所述高压的期望值上,从而所述内燃机的排放特性的变差不会出现。

所述方法的第二实施方式也是优选的,所述第二实施方式的突出之处在于,即所述压力调节阀在保护运行中持久地打开。这尤其意味着,大的、优选地最大的燃料体积流持久地通过所述压力调节阀从所述高压储存器中调控(abgesteuert)到所述燃料贮存器中。尤其也就是说,所述压力调节阀在所述保护运行中朝最大的打开的方向被操控。特别优选地,所述压力调节阀在所述保护运行中最大程度地打开。根据所述压力调节阀构造成无电流地打开还是无电流地关闭而定,使得所述压力调节阀在此优选地以大的、优选地最大的操控电流来操控或以小的操控电流、优选地不通电地操控。在此实际上穿过所述压力调节阀的燃料体积流当然取决于在所述高压储存器中的高压,其中,概念“最大的燃料体积流”基于,所述压力调节阀尽可能地打开。在这种实施方式中,在所述高压储存器中的不允许高的高压不仅仅暂时地,而是持久地快速且可靠地降低,从而所述喷入系统有效且可靠地得到保护。

在所述方法的范围中优选地放弃使用机械的过压阀。也就是说尤其优选地不再使用机械的过压阀。在此基于可靠地并且有效地保护所述喷入系统以防在所述保护运行中的不允许高的高压而可行的是,省去所述机械的过压阀,从而能够节约与所述机械的过压阀和相应的线路相联系的结构空间,其中,也省去用于所述喷入系统的成本,从而所述喷入系统能够总体上更有利地构造。

所述方法的如下实施方式是优选的,在其中所述第一实施方式和所述第二实施方式与彼此组合,从而其彼此补充地来实现。因此所述方法的这种实施方式的突出之处在于,即所述高压在所述保护运行的第一运行类型中借助于所述压力调节阀通过所述第二高压调节回路来调节,其中,所述压力调节阀在所述保护运行的第二运行类型中持久地打开,其中,优选地最大的燃料体积流持久地通过所述压力调节阀从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中。在此有利的是,在所述保护运行的第一运行类型中还实现所述高压的调节,其中,在所述第二运行类型中持久保证安全并且可靠地防止在所述高压储存器中的不允许高的高压。在此优选地设置,如果所述高压处于较低的第一压力界限值和较高的第二压力界限值之间,则实现所述保护运行的第一运行类型,其中,在这种压力范围中还实现所述高压的稳定的调节,其中,所述第二运行类型在所述较高的第二压力界限值之上的压力范围中来实现,在其中在没有将所述燃料体积流从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中的情况下会由于不允许高的压力引起所述喷入系统的损伤。在这种情况中所述第一运行类型、例如即使在所述第一高压调节回路失灵的情况下也实现压力调节,其中,所述第二运行类型在不允许高的压力提高的情况下为所述喷入系统保证安全的和可靠的保护,从而尤其能够放弃机械的过压阀。

所述高压储存器优选地构造为共同的高压储存器,多个喷射器与其处于流体连接。这种高压储存器也称为轨,其中,所述喷入系统优选地设计为共轨喷入系统。

所述方法的如下的实施方式是优选的,其突出之处在于,当所述高压到达或超过第一压力界限值时置入所述保护运行的第一运行类型。在此,在所述第一运行类型中所述压力调节阀承担所述高压的调节。在此提到的第一运行类型也就是说相应于之前提到的所述保护运行的第一运行类型,其中,在此提到的实施方式能够与是否实际上也存在有第二运行类型无关地实现。就此而言,在此表述“第一运行类型”仅仅用于区别于被称为“第二运行类型”的运行类型,其中,不必强制性地设置有这两个运行类型。通过当所述高压到达或超过所述第一压力界限值时置入所述第一运行类型保证,始终、并且优选地仅仅当故障功能存在于所述第一高压调节回路中时激活所述运行类型。为此所述第一压力界限值优选地如下选取,使得其高于用于所述高压的、典型地在所述喷入系统的无故障的运行中实现的最高的压力值。在具体的内燃机的具体的喷入系统中例如可行的是,所述高压典型地在运行中被调节到2200bar的值。在此设置有压力储备以用于可能出现的直到2300bar的压力波动。在这种情况中,所述第一压力界限值优选地选取成2400bar,以便避免在不存在所述第一高压调节回路的故障功能的情况下激活所述第一运行类型。然而如果这种故障功能出现(例如在所述吸入式节流阀插头中的线缆折断、所述吸入式节流阀卡住、所述吸入式节流阀污染或忘记插上所述吸入式节流阀插头),尤其当所述吸入式节流阀构造成无电流地打开时,所述高压能够尤其在所述内燃机的较高的转速范围中提高到所设置的储备水平之上。在这种情况中所述高压到达或超过所述第一压力界限值,并且所述压力调节阀承担所述高压的调节。那么尽管所述第一高压调节回路失灵仍然实现所述高压的稳定调节,从而所述内燃机的排放特性的变差不出现,其中,所述内燃机同时可靠地受保护以防所述高压的不允许的提高。

为了与所述第一压力界限值进行比对优选地使用动态的轨压力,所述动态的轨压力由尤其以相对短的时间常数来过滤借助于高压传感器测量的高压产生。但备选地也可行的是,将所测量的高压直接与所述第一压力界限值进行比对。所述过滤与此相对地具有如下优点,即(即使几乎不出现的)超过所述第一压力界限值的超调不直接引起所述第一运行类型的置入。

在所述方法的一种优选的实施方式中,用于所述压力调节阀的调节变量在所述第一运行类型中取决于所述高压来限制。这具有如下优点,即所述压力调节阀没有比其对于在给定的高压的情况下完全最大有意义的调控而言所需要的更远地打开。以这种方式能够避免过度控制所述压力调节阀。为了限制所述调节变量,优选地动用如下特性线,通过所述特性线寄存取决于所述高压的、所述压力调节阀的最大的体积流。

在从所述正常运行切换到所述保护运行的第一运行类型中时,在所述方法的一种优选的实施方式中,将所述第二高压调节回路的压力调节器的求积分的份额(所述压力调节器设置用于操控所述压力调节阀)以操控值初始化,所述操控值在所述正常运行中直接在切换到所述保护运行中之前用于操控所述压力调节阀。以这种方式保证在在所述正常运行中通过所述第一高压调节回路的调节和在所述保护运行中通过所述第二高压调节回路的调节之间的压力调节中柔和的、无扰动的并且连续的过渡。尤其以这种方式防止,在所述高压中出现跳变,这会导致所述内燃机的不稳定的运行。

所述方法的如下实施方式也是优选的,其突出之处在于,如果所述高压超过第二压力界限值,则置入所述保护运行的第二运行类型。在此在所述第二运行类型中所述压力调节阀持久地打开,其中,优选地最大的燃料体积流通过所述压力调节阀持久地从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中。所述第二运行类型也就是说相应于上面已经描述的第二运行类型,所述第二运行类型能够备选地、但也能够附加于所述第一运行类型地设置。如果所述第二运行类型附加于所述第一运行类型地设置,则所述第二压力界限值优选地选取成大于所述第一压力界限值。无关于所述第二运行类型附加地还是备选于所述第一运行类型地设置,所述第二压力界限值优选地如下选取,使得其相应于如下压力,所述压力在所述喷入系统的传统的设计方案中会选取作为用于机械的过压阀的打开压力。在内燃机的喷入系统的、之前结合所述第一运行类型提到的具体的示例中,所述第二压力界限值例如处于2500bar。这相应于如下压力,在其中在该具体的示例中机械的过压阀会设计成打开。通过所述压力调节阀在所述第二运行类型中不仅仅暂时地(如由现有技术已知的那样)而是反而持久地将大的、优选地最大的燃料体积流从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中,可靠地借助于所述压力调节阀避免所述高压的不允许的提高和由此所述喷入系统的损伤。由此能够省去所述机械的过压阀。其功能反而完全由所述压力调节阀复制。

优选地,使得动态的轨压力与所述第二压力界限值进行比对,所述动态的轨压力通过尤其以相对短的时间常数过滤借助于高压传感器测量的高压获得。但备选地也可行的是,直接将所测量的高压与所述第二压力界限值相比对。

在所述方法的如下实施方式(在其中实现不仅所述第一运行类型而且所述第二运行类型)中得出下列情况:如果所述第一高压调节回路失灵,并且如果之后这种事件使得在所述高压储存器中的高压提高,则所述高压首先在所述第一压力界限值和所述第二压力界限值之间的范围中通过所述压力调节阀来调节。由此能够在所述范围中在良好的排放值的情况下还实现所述内燃机的稳定的运行。这尤其在低的直到中等的转速范围中为这样的情况,在所述转速范围中基于所述高压泵自身的低的直到中等的转速通过完全打开的吸入式节流阀将还借助于通过所述压力调节阀的调节能够控制的燃料量从所述燃料贮存器中输送到所述高压储存器中。反之如果在所述高压储存器中的高压例如在所述内燃机的高的转速范围中不允许高地提高超过所述第二压力界限值,则不再能够通过所述压力调节阀进行压力调节。所述压力调节阀此后常常在所述第二运行类型中尽可能完全打开,从而大的、优选地最大的燃料体积流能够被调控到所述燃料贮存器中。这相应于否则设置的机械的过压阀的功能性。

在此可行的是,所述第一运行类型和所述第二运行类型次序地相继进行(durchlaufen),其中,例如在出现错误的情况下在所述第一高压调节回路中在所述内燃机的转速首先较小时实现所述第一运行类型,其中,在所述转速提高时那么最后实现所述第二运行类型。但也可能的是,在所述高压储存器中的高压突然地上升超过所述第二压力界限值,其中,在这种情况中所述第一运行类型几乎被跳过并且立即实现所述第二运行类型。

所述方法的如下实施方式是优选的,其突出之处在于,即在所述正常运行中为所述压力调节阀置入正常功能,在所述正常功能中所述压力调节阀取决于期望体积流来操控。在所述正常运行中所述正常功能在此提供用于所述压力调节阀的如下运行方式,在其中所述压力调节阀产生高压扰动变量,方式是所述压力调节阀将燃料从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中。

优选地,在所述保护运行的第一运行类型中也为所述压力调节阀置入所述正常功能,从而所述压力调节阀取决于期望体积流来操控。一方面所述正常运行并且另一方面所述保护运行的第一运行类型在这种情况中以如下方式和方法相区别,即用于操控所述压力调节阀的期望体积流的计算。

在所述正常运行中,使得所述期望体积流优选地由静态的和动态的期望体积流来计算。所述静态的期望体积流又优选地取决于所述内燃机在期望体积流特性场上的期望喷入量和转速来计算。在针对力矩的结构中,在此能够代替所述期望喷入量地也使用期望力矩或期望负荷要求。通过所述静态的期望体积流来模仿恒定泄漏(Konstantleckage),方式是所述燃料仅仅在弱负荷范围中并且以小的量来调控。在此有利的是,没有发生所述燃料温度的显著的提高以及也没有发生所述内燃机的效率的显著的减少。由于通过所述压力调节阀模仿用于所述喷入系统的恒定泄漏而在所述弱负荷范围中提高了所述高压调节回路的稳定性,这例如能够以如下方式被识别出,即所述高压在所述滑行运行中大约保持恒定。所述动态的期望体积流通过动态的修正取决于期望高压和实际高压或者说由此推导的调节偏差来计算。如果所述调节偏差是负的(例如在所述内燃机的负荷卸载的情况下),则通过所述动态的期望体积流来修正所述静态的期望体积流。否则,也就是说尤其在正的调节偏差的情况下,不对所述静态的期望体积流进行改变。通过所述动态的期望体积流来抵抗所述高压的压力提高,其具有如下优点,即能够再次改善所述系统的调节时间。

这种处理方法在德国的专利文献DE 10 2009 031 529 B3中详细地描述。所述压力调节阀即在所述正常运行中借助于所述期望体积流如下来操控,使得所述压力调节阀通过模仿恒定泄漏来提高所述高压调节回路的稳定性并且借助于通过所述动态的期望体积流的修正来改善所述喷入系统的调节时间。

在所述保护运行的第一运行类型中,所述期望体积流反之在所述第二高压调节回路中、尤其通过压力调节阀压力调节器来计算。在这种情况中所述期望体积流呈现为所述第二高压调节回路的调节变量,并且所述期望体积流用于直接调节所述高压。

优选地,设置有操控组件(Ansteuermimik)用于所述压力调节阀,所述操控组件具有所述期望体积流作为输入变量。那么优选地借助于如有可能虚拟的切换器在从所述正常运行切换到所述保护运行的第一运行类型中时,从由所述静态的期望体积流和所述动态的期望体积流得出的、作为所产生的体积流的期望体积流的计算转换到在所述第二高压调节回路中的计算。在此优选地,所述第二高压调节回路的压力调节阀压力调节器的积分的份额在所述切换时以最终在所述切换之前计算的、所产生的期望体积流来初始化,从而实现无扰动的、柔和的切换。

备选地或附加地优选的是,在所述保护运行的第二运行类型中为所述压力调节阀置入停止功能,其中,所述压力调节阀在所述停止功能中不被操控。这尤其在当使用无电流地打开的压力调节阀时为这样的情况。通过所述压力调节阀而后在所述停止功能中不被操控、也就是说不通电,得出所述压力调节阀的最大的打开,从而最大的燃料体积流通过所述压力调节阀从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中。所述压力调节阀能够以这种方式完全承担要不然设置的机械的过压阀的功能性,从而能够放弃所述机械的过压阀。在此所述压力调节阀的无电流打开的设计方案具有如下优点,即使当所述压力调节阀基于错误而不再通电时,所述压力调节阀也可靠地完全打开。

如果所述高压、尤其所述动态的轨压力到达或超过所述第二压力界限值,或如果识别出所述高压传感器的错误,则优选地执行从所述正常功能到所述停止功能中的过渡。如果所述高压传感器是错误的,则所述高压不再能够得到调节,并且也不再可行的是,识别出在所述高压储存器中的不允许高的压力。因此出于安全原因在这种情况中为所述压力调节阀置入停止功能,从而所述压力调节阀最大地打开并且因此所述喷入系统被置于安全的状态中,所述安全的状态相应于如下状态,在其中在现有技术中所述机械的过压阀会打开。那么不再会导致所述高压的不允许的提高。优选地,即使当所述内燃机的停止得到确定时,那么以所述正常功能出发也置入所述停止功能。尤其如果所述内燃机的转速对于事先确定的时间而言下降到事先确定的值之下,则识别出所述内燃机的停止,并且为所述压力调节阀置入停止功能。当关掉所述内燃机时,那么这尤其是这样的情况。优选地,如果确认所述内燃机运转,那么在所述内燃机起动时进行在所述停止功能和所述正常功能之间的过渡,其中,所述高压同时超过起动压力值。也就是说在所述压力调节阀所述正常功能中为了产生所述高压扰动变量而被操控之前,优选地首先在所述高压储存器中进行一定的最小压力建立。所述内燃机运转能够优选地通过以下方式识别出,即以事先确定的时间超过事先确定的界限转速。

所述方法的如下实施方式也是优选的,其突出之处在于,即所述吸入式节流阀在所述保护运行的第二运行类型中持久地打开、优选地操控成持久地打开的运行。基于在所述第二运行类型中尤其尽可能打开的压力调节阀而可行的是,在所述高压储存器中的压力强烈下降。在所述内燃机的高的转速范围中而后还可行的是,仍然提供足够的高压以用于运行所述内燃机,而在不充分打开的吸入式节流阀的情况下在中等的或低的转速范围中会发生,在所述高压储存器中的高压如下强烈地降低,使得不再有充足的燃料能够通过所述喷射器来喷入。所述内燃机在这种情况中停转。为了避免这一点,使得所述吸入式节流阀在所述第二运行类型中以一种紧急运行的方式持久地打开、尤其被操控成持久地打开的运行,以便保证,即使在所述内燃机的中等的和低的转速范围中仍然有足够的燃料能够输送到所述高压储存器中,以便能够维持所述内燃机的运行。优选地使用无电流打开的吸入式节流阀。由此所述吸入式节流阀在所述第二运行类型中优选地以相比于其最大的关闭电流小的电流、例如以0.5A被操控、然而或甚至不被操控、也就是说不通电。在此所述吸入式节流阀在其中其不通电的情况中最大程度地打开。

备选地或附加地,所述吸入式节流阀在所述保护运行的第一运行类型中持久地打开、优选地被操控成持久地打开的运行、尤其不通电或仅仅以小的电流来通电。由此尤其在如下情况中(在其中所述第一运行类型通过在吸入式节流阀完好的情况下所述高压的超调来激活),防止一方面通过所述压力调节阀并且另一方面通过所述吸入式节流阀来两次地同时地调节所述高压。

所述任务也通过以下方式得到解决,即提供具有权利要求6的特征的用于内燃机的喷入系统。所述喷入系统具有至少一个喷射器和高压储存器,其中,所述高压储存器一方面与所述至少一个喷射器并且另一方面通过高压泵与燃料贮存器处于流体连接。为所述高压泵分配吸入式节流阀作为第一压力调节环节。此外,所述喷入系统具有压力调节阀,通过所述压力调节阀将所述高压储存器与所述燃料贮存器流体连接。此外设置有控制器,其与所述至少一个喷射器、所述吸入式节流阀和所述压力调节阀作用连接用于操控它们。所述喷入系统的突出之处在于,即所述控制器设立用于执行根据之前描述的实施方式中的一个的方法。由此结合所述喷入系统实现如下优点,其已经结合所述方法进行了阐述。

优选地,所述喷入系统具有多个喷射器,其中,所述喷入系统具有刚好一个并且仅仅一个高压储存器或备选地两个高压储存器,不同的喷射器与所述高压储存器流体连接。共同的高压储存器在这种情况中构造为所谓的共同的板条、尤其构造为轨,其中,所述喷入系统优选地构造为共轨喷入系统。

所述吸入式节流阀连接在所述高压泵前面、尤其流体地连接在所述高压泵前面,也就是说布置在所述高压泵的上游。在此可行的是,所述吸入式节流阀集成到所述高压泵中或到所述高压泵的壳体中。

在所述高压储存器处优选地布置有压力传感器,所述压力传感器设立用于检测在所述高压储存器中的高压并且与所述控制器作用连接,从而所述高压能够在所述控制器中进行记录。所述控制器优选地设立用于过滤所测量的高压、尤其设立用于以较长的第一时间常数进行过滤,以便计算在所述压力调节的范围内待使用的实际高压,并且所述控制器设立用于以较短的第二时间常数过滤所测量的高压,以便计算所述动态的轨压力。

在所述高压泵和所述吸入式节流阀的上游优选地布置有低压泵,以便将燃料从所述燃料贮存器中输送至所述吸入式节流阀和所述高压泵。

所述控制器优选地构造为所述内燃机的马达控制器(Engine Control Unit - ECU)。然而备选地也可行的是,设置有单独的控制器特为用于执行所述方法。

所述喷入系统的如下实施例是优选的,在其中所述压力调节阀构造成无电流打开的。这种设计方案具有如下优点,即所述压力调节阀在其不被操控或通电的情况中最大程度地打开,尤其当放弃机械的过压阀时,这实现特别安全的和可靠的运行。即使当基于技术上的故障没有实现通电所述压力调节阀时,也能够避免在所述高压储存器中的高压的不允许的提高。

在一种优选的实施例中所述压力调节阀无压力并且无电流关闭地构造。在此其如下构造,使得如果在所述高压储存器中存在的压力、也就是说所述轨压力小于打开压力值,则所述压力调节阀是关闭的。如果所述压力调节阀根据规定地装配在所述喷入系统处,则所述高压施加在所述压力调节阀的输入处。如果在输入侧施加的压力在无电流的状态中到达或超过所述打开压力值,则所述压力调节阀打开。也就是说如果所述压力调节阀在输入侧无压力并且不通电,则所述压力调节阀预紧到关闭的状态中、例如借助于机械的预紧元件。如果所述输入侧的压力到达或超过所述打开压力值并且如果所述压力调节阀没通电,则所述压力调节阀优选地克服所述预紧元件的力来打开,从而所述压力调节阀此后在所述打开压力值和较高的输入压力的情况下是无电流打开的。如果所述压力调节阀在这种状态中通电,则所述压力调节阀取决于利用其操控所述压力调节阀的电流关闭。在此,如果所述压力调节阀以事先确定的、最大的电流值来操控,则所述压力调节阀最大程度地关闭。如果所述压力调节阀不再通电或所述通电取消,则所述压力调节阀又完全打开,其中,如果所述输入侧的压力下降到所述打开压力值之下,则所述压力调节阀关闭。

所述打开压力值优选地如下选取,使得其低于在所述喷入系统的正常的调节运行中最小达到的高压。尤其在之前结合所述保护运行的两个运行类型提到的、具体的示例中可行的是,所述打开压力值为850bar。优选地,在这种情况中所述起动压力值(在其中在所述内燃机起动时进行从所述压力调节阀的停止功能至所述正常功能的过渡)也如下选取,使得所述起动压力值大约处于所述打开压力值的数量级中,其中,所述起动压力值优选地选取得少许较小,以便保证,一旦所述压力调节阀由于到达或超过所述打开压力值而打开时,所述压力调节阀如论如何得到操控。在此也能够考虑所述压力调节阀的公差。所述起动压力值例如可以选取至600bar。

得出下列功能性:如果所述内燃机停止并且因此在所述高压储存器中的高压下降到所述打开压力值之下,则所述压力调节阀布置在其停止功能中并且因此是无电流和无压力的。所述压力调节阀因此是关闭的。如果此时起动所述内燃机,则所述关闭的压力调节阀首先实现在所述高压储存器中快速的和可靠的压力建立,因为没有燃料通过所述压力调节阀调控到所述燃料贮存器中。典型地,此时在所述高压储存器中的高压首先到达所述起动压力值,因此进行从所述停止功能到所述正常功能中的过渡,其中,所述压力调节阀之后被操控。然而所述压力调节阀在这种情况中典型地还始终是关闭的,因为还没有到达所述打开压力值。在所述高压储存器中的高压进一步上升并且最后也超过所述打开压力值,其中,所述压力调节阀此后打开并且在缺少的操控的情况下也会无电流地打开。通过通电和相应操控所述压力调节阀现在实现,影响所述压力调节阀的打开程度并且使得所述压力调节阀尤其通过较强的通电继续关闭或通过较小的通电来继续打开。如果在所述保护运行的第二运行类型中又进行到所述停止功能中的过渡,则所述压力调节阀不再被操控,其中,在这种情况中在所述过渡的时刻大于所述第二压力界限值(也就是说尤其比所述打开压力值大得非常多)的高压占主要部分。因此所述压力调节阀在这种状态中无电流地打开并且因此由于所缺少的操控使得最大的燃料体积流从所述高压储存器中调控到所述燃料贮存器中,从而所述压力调节阀安全并且可靠地满足其保护功能。因此无问题地实现:放弃机械的过压阀。当所述高压下降到所述打开压力值之下时,所述压力调节阀才又关闭。以这种方式实现所述喷入系统的安全的运行,并且不用再担心损伤或不允许高的压力。

最后,如下的喷入系统也是优选的,其突出之处在于,所述喷入系统没有机械的过压阀。所述喷入系统也就是说优选地没有机械的过压阀。在此实现:放弃所述机械的过压阀,因为其功能性如已经阐述的那样能够完全由所述压力调节阀承担。

所述任务最后还通过如下方式得到解决,即提供如下的内燃机,其具有权利要求10所述的特征。所述内燃机的突出之处在于根据之前描述的实施例中的一个的喷入系统。因此结合所述内燃机实现如下优点,其已经结合所述方法和所述喷入系统进行了阐述。

所述内燃机优选地构造为活塞式马达。在一种优选的实施例中,所述内燃机用于驱动尤其重的陆上交通工具或水上交通工具、例如开矿车辆(Minenfahrzeugen)、火车,其中,所述内燃机使用在机车或机动车中,或由船只使用。所述内燃机也可以用于驱动用于护卫的车辆、例如装甲车。所述内燃机的一种实施例优选地也在所述紧急电流运行、持久负荷运行或顶峰负荷运行中固定地、例如为了固定地能量供应而进行使用,其中,所述内燃机在这种情况中优选地驱动发电机。同样可行的是将所述内燃机固定用于驱动辅助设备、例如在海上钻井平台上的消防水泵。此外可行的是将所述内燃机使用在输送化石的原料和尤其燃料、例如油和/或气体的领域中。同样可行的是将所述内燃机使用在工业的领域中或在设计领域中、例如在设计或建筑机器中、例如在起重机或挖土机中。所述内燃机优选地构造为柴油马达、构造为汽油马达、构造为燃气马达以用于以天然气、生物气、特殊气体或其它合适的气体来运行。尤其当所述内燃机构造为燃气马达时,则所述内燃机适用于使用在中央热电站中用于固定地产生能量。

一方面所述方法的描述并且另一方面所述喷入系统的以及所述内燃机的描述要彼此互补地理解。尤其所述喷入系统的或所述内燃机的特征(其明确或隐含地结合所述方法来阐述)优选地单个地或与彼此组合地为所述喷入系统的或所述内燃机的一种优选的实施例的特征。方法步骤(其明确或隐含地结合所述喷入系统或所述内燃机来阐述)优选地单个或与彼此组合地为所述方法的一种优选的实施方式的步骤。优选地所述方法的突出之处在于,由所述喷入系统的或所述内燃机的至少一个特征引起的至少一个方法步骤。所述喷入系统和/或所述内燃机优选地突出之处在于由所述方法的一种优选的实施方式的至少一个方法步骤引起的至少一个特征。

附图说明

本发明在下面按照附图更详细地阐述。在此:

图1示出带有喷入系统的内燃机的一种实施例的示意性的图示;

图2示出所述方法的一种实施方式的第一示意性的细节图示;

图3示出所述方法的一种实施方式的第二示意性的细节图示;

图4示出所述方法的一种实施方式的第三示意性的细节图示;

图5示出所述方法的一种实施方式的第四示意性的细节图示;

图6示出所述方法的一种实施方式的第五示意性的细节图示;以及

图7示出所述方法的一种实施方式的第六示意性的细节图示。

具体实施方式

图1示出内燃机1的一种实施例的示意性的图示,所述内燃机具有喷入系统3。所述喷入系统3优选地构造为共轨喷入系统。所述喷入系统具有低压泵5用于输送源自燃料贮存器7的燃料、能够调节的低压侧的吸入式节流阀9用于影响流动通过所述吸入式节流阀的燃料体积流、高压泵11用于将所述燃料在压力提高的情况下输送到高压储存器13中、所述高压储存器13用于储存所述燃料和多个喷射器15用于将所述燃料喷入到所述内燃机1的燃烧室16中。可选地可行的是,所述喷入系统3还实施有单个储存器,其中,那么例如在所述喷射器15中集成有单个储存器17作为附加的缓冲体积。设置有尤其能够电地操控的压力调节阀19,所述高压储存器13通过所述压力调节阀与所述燃料贮存器7流体连接。通过调节所述压力调节阀19来限定燃料体积流,所述燃料体积流从所述高压储存器13中调控到所述燃料贮存器7中。所述燃料体积流在图1中以及在下面的文本中以VDRV来表示并且呈现为所述喷入系统3的高压扰动变量。

所述喷入系统3没有机械的过压阀,所述机械的过压阀根据现有技术以传统方式来设置并且将所述高压储存器13与所述燃料贮存器7连接。根据本发明能够放弃所述机械的过压阀,因为其功能完全由所述压力调节阀19来承担。

所述内燃机1的运行方式由电子的控制器21(所述控制器优选地构造为所述内燃机1的马达控制器、也就是说构造为所谓的Engine Control UnIt(ECU))来确定。所述电子的控制器21含有微计算机系统的通常的组成部分、例如微处理器、I/O模块、缓冲器和储存模块(EEPROM、RAM)。在所述储存模块中对于运行所述内燃机1重要的运行数据应用在特性场/特性线中。所述电子的控制器21通过所述特性场/特性线由输入变量计算输出变量。在图1中示例性地示出下面的输入变量:测量的、还未被过滤的高压p(其存在于所述高压储存器13中并且借助于高压传感器23测量)、当前的马达转速nI、用于由所述内燃机1的运营商规定功率的信号FP和输入变量E。在所述输入变量E的情况下优选地整合另外的传感器信号、例如排气涡轮增压机的进气压力。对于带有单个储存器17的喷入系统3,单个储存器压力pE优选地为所述控制器21的附加的输入变量。

在图1中示例性地示出作为所述电子的控制器21的输出变量:用于操控作为第一压力调节环节的吸入式节流阀9的信号PWMSD、用于操控所述喷射器15的信号ve(所述信号ve尤其规定喷射开始和/或喷射结束或还有喷射持续时间)、用于操控作为第二压力调节环节的压力调节阀19的信号PWMDRV和输出变量A。通过优选地脉冲宽度调制的信号PWMDRV来限定所述压力调节阀19的调节和由此所述高压扰动变量VDRV。所述输出变量A代表性地表示用于控制和/或调节所述内燃机1的另外的调节信号、例如表示用于在分级增压(Registeraufladung)时激活第二排气涡轮增压机的调节信号。

图2示出所述方法的一种实施方式的示意性的第一图示。设置有第一高压调节回路25,通过所述第一高压调节回路在所述喷入系统3的正常运行中借助于作为第一压力调节环节的吸入式节流阀9来调节在所述高压储存器13中的高压。所述第一高压调节回路25结合图7更详细地阐述,在那儿所述第一高压调节回路详细地示出。所述第一高压调节回路25具有用于所述喷入系统3的期望高压pS作为输入变量。所述期望高压pS优选地取决于所述内燃机1的转速、对所述内燃机1的负荷或转矩要求地和/或取决于另外的、尤其用于修正的变量地从特性场中读出。所述第一高压调节回路25的另外的输入变量尤其为所述内燃机1的测量的转速nI以及尤其同样从特性场中读出的期望喷入量QS。所述第一高压调节回路25尤其具有由所述高压传感器23测量的高压p作为输出变量,所述高压p优选地经受以较大的时间常数的第一过滤,以便确定实际高压pI,其中,所述实际高压同时优选地经受以较小的时间常数的第二过滤,以便计算动态的轨压力pdyn。所述两个压力值pI、pdyn呈现为所述第一高压调节回路25的另外的输出变量。

在图2中示出所述压力调节阀19的操控。优选地设置有第一切换元件27,利用其取决于逻辑的第一信号SIG1地能够在所述正常运行和保护运行的第一运行类型之间进行切换。优选地,所述切换元件27完全在电子的或软件层面上来实现。在此在下面描述的功能性优选地取决于相应于所述逻辑的第一信号SIG1的变数(Variable)(所述变数尤其构造为所谓的标志并且能够采用值“真”或“假”)的值来切换。然而备选地当然也可行的是,所述切换元件27构造为实体的切换器、例如构造为继电器。所述切换器而后例如能够取决于电的信号的电平(Niveau)来切换。在在此具体的示出的设计方案中,当所述逻辑的第一信号SIG1具有值“假”(False)时,则置入所述正常运行。反之当所述逻辑的第一信号SIG1具有值“真”(True)时,则置入所述保护运行的第一运行类型。

设置有第二切换元件29,其设立用以切换所述压力调节阀19从所述正常功能到所述停止功能中的操控以及返回的操控。在此,所述第二切换元件29取决于逻辑的第二信号SIG2或相应的变数的值来控制。所述第二切换元件29能够设计为虚拟的、尤其基于软件的切换元件,其取决于尤其设计为标志的变数的值在所述正常功能和所述停止功能之间进行切换。但备选地也可行的是,所述第二切换元件构造为实体的切换器、例如构造为继电器,所述第二切换元件取决于电的信号的信号值进行切换。在在此具体示出的实施方式中,所述逻辑的第二信号SIG2相应于如下的状态变数,所述状态变数能够采用值1用于第一状态和2用于第二状态。在此,当所述逻辑的第二信号SIG2采用所述值2时,则在此为所述压力调节阀置入正常功能,其中,当所述逻辑的第二信号SIG2采用所述值1时,则置入所述停止功能。当然所述逻辑的第二信号SIG2的不同的定义是可行的、尤其如下地定义是可行的,即相应的变数能够采用所述值0和1。

首先现在描述所述压力调节阀19在所述正常运行中以及在置入的正常功能的情况下的操控。设置有计算环节31,其输出计算的期望体积流VS、ber作为输出变量,其中,瞬时的转速nI、所述期望喷入量Qs、所述期望高压pS、所述动态的轨压力pdyn和所述实际高压pI作为输入变量输入到所述计算环节31中。所述计算环节31的功能方式详尽地在德国的专利文献DE 10 2009 031 528 B3和DE 10 2009 031 527 B3中描述。在此尤其示出的是,在内燃机1的弱负荷范围中、例如在空载运转中,为静态的期望体积流计算正的值,而在正常运行范围中计算静态的期望体积流0。所述静态的期望体积流优选地通过加上动态的期望体积流来修正,所述动态的期望体积流本身通过取决于所述期望高压pS、所述实际高压pI和所述动态的轨压力pdyn的动态的修正来计算。所计算的期望体积流VS、ber最后为由所述静态的期望体积流和所述动态的期望体积流构成的和。所计算的期望体积流VS、ber就此而言涉及所产生的期望体积流。

在所述正常运行中,当所述逻辑的第一信号SIG1具有所述值“假”时,则所计算的期望体积流VS、ber作为期望体积流VS传递到压力调节阀特性场33处。所述压力调节阀特性场33在此如在德国的专利文献DE 10 2009 031 528 B3中描述的那样描绘所述压力调节阀19的逆特征。所述特性场的输出变量为压力调节阀期望电流IS,输入变量为待调控的期望体积流VS以及所述实际高压pI

在所述方法的一种备选的实施方式中也可行的是,所述期望体积流VS不借助于所述计算环节31来计算,而是在所述正常运行中规定成恒定的。

所述压力调节阀期望电流IS引入给电流调节器35,所述电流调节器具有如下任务,即调节用于操控所述压力调节阀19的电流。所述电流调节器35的另外的输入变量例如为所述压力调节阀19的比例系数kpI、DRV和欧姆的电阻RI、DRV。所述电流调节器35的输出变量为用于所述压力调节阀19的期望电压US,所述期望电压通过参考运行电压UB以本身通常的方式换算成用于脉冲宽度调制的用于操控所述压力调节阀19的信号PWMDRV的接通持续时间并且在所述正常功能中(也就是说当所述逻辑的第二信号SIG2具有值2时)引入给所述压力调节阀。为了调节电流在所述压力调节阀19处测量所述电流作为电流变量IDRV、所述电流在电流过滤器37中进行过滤并且作为过滤的实际电流II又引入给所述电流调节器35。

如已经标明的那样,用于操控所述压力调节阀19的脉冲宽度调制的信号PWMDRV的接通持续时间以本身认为通常的方式根据下面的方程式由所述期望电压US和所述运行电压UB来计算:

以这种方式,在所述正常运行中通过作为第二压力调节环节的压力调节阀19产生高压扰动变量、即所调控的期望体积流VS

当所述逻辑的第一信号SIG1采用所述值“真”时,则所述切换元件27从所述正常运行切换到所述保护运行的第一运行类型中。在哪些条件下这是这样的情况,结合图3进行阐述。关于所述压力调节阀19的操控方面,如论如何只要通过所述切换元件29置入所述正常功能,则在所述保护运行的第一运行类型中就此而言与在此所述压力调节阀19同样以所述期望体积流VS来操控没有得出区别。就此而言在图2中所述切换元件27的右边关于之前给出的阐述没有得出变化。然而,所述期望体积流VS在所述保护运行的第一运行类型中与在所述正常运行中不同地、也就是说通过第二高压调节回路39来计算。

所述期望体积流VS在这种情况中与压力调节阀压力调节器41的受限的输出体积流VR一致地被置入。这相应于所述切换元件27的上部的切换器位置。所述压力调节阀压力调节器41具有高压调节偏差ep作为输入变量,所述高压调节偏差计算作为所述期望高压pS和所述实际高压pI的差。所述压力调节阀压力调节器41的另外的输入变量优选地为用于所述压力调节阀19的最大的体积流Vmax、在所述计算环节31中计算的期望体积流VS、ber和/或比例系数kpDRV。所述压力调节阀压力调节器41优选地实施为PI(DTI)算法,所述算法在图6中更详细地阐述。在此如还阐述的那样将求积分的份额(I份额)在如下时间点上(在其中所述切换元件27从其在图2中示出的下部的切换到其上部的切换器位置中)以所计算的期望体积流VS、ber来初始化。所述压力调节阀压力调节器41的I份额向上被限制到用于所述压力调节阀19的最大的体积流Vmax。在此,所述最大的体积流Vmax优选地为二维的特性线43的输出变量,所述特性线具有取决于所述高压的、所述压力调节阀19最大地达到的体积流,其中,所述特性线43含有所述实际高压pI作为输入变量。所述压力调节阀压力调节器41的输出变量为未受限制的体积流VU,所述体积流在限制元件45中被限制到所述最大的体积流Vmax。所述限制元件45最后输出受限的期望体积流VR作为输出变量。利用所述受限的期望体积流VR作为期望体积流VS此后来操控所述压力调节阀19,方式是使得所述期望体积流VS以已经描述的方式引入给所述压力调节阀特性场33。

图3示出,在哪些条件下所述逻辑的第一信号SIG1采用所述值“真”和“假”。只要所述动态的轨压力pdyn没有到达或没有超过第一压力界限值pG1,则第一比较元件47的输出具有所述值“假”。在所述内燃机1起动时,使得所述逻辑的第一信号SIG1的值以“假”初始化。由此只要所述第一比较元件47的输出具有所述值“假”,则第一取或环节(Veroderungsglieds)49的结果也为“假”。所述第一取或环节49的输出引入给第一取与环节51的输入,变数MS的由横线示出的取非引入给所述第一取与环节51的另外的输入,其中,当所述内燃机1停止时,则所述变数MS具有所述值“真”,并且当所述内燃机1运转时,则所述变数MS具有所述值“假”。因此在所述内燃机的运行中,所述变数MS的取非的值为“真”。总体上此时示出,只要所述动态的轨压力pdyn没有到达或没有超过所述第一压力界限值PG1,则所述取与环节51的输出和由此所述逻辑的第一信号SIG1的值为“假”。

当所述动态的轨压力pdyn到达或超过所述第一压力界限值PG1时,则所述第一比较元件47的输出从“假”跳到“真”。由此所述第一取或环节49的输出也从“假”跳到“真”上。如果所述内燃机1运转,则所述第一取与环节51的输出也从“假”跳到“真”上,从而所述逻辑的第一信号SIG1的值变为“真”。所述值又引入给所述第一取或环节49,然而这没有改变的是,其输出保持“真”。即使所述动态的轨压力pdyn下降到所述第一压力界限值pG1之下,所述逻辑的第一信号SIG1的真值也不再会改变。更确切地说所述真值一直保持“真”,直到所述变数MS及由此其取非也改变它们的真值为止(也就是说当所述内燃机1不再运转时)。

由此示出下列内容:只要所述动态的轨压力pdyn低过所述界限值pG1,则实现所述正常运行。在这种情况中,所述期望体积流VS与所计算的期望体积流VS、ber是相同的,因为所述逻辑的第一信号SIG1采用所述值“假”并且由此所述切换元件27布置在其在图2中下部的位置中。当所述动态的轨压力pdyn到达或超过所述界限值pG1时,则所述逻辑的第一信号SIG1采用所述值“真”,并且所述切换元件27占据其上部的切换器位置。由此所述期望体积流VS在这种情况中与所述第二高压调节回路39的受限的体积流VR相同。这意味着,在所述正常运行中通过所述压力调节阀19来产生高压扰动变量,其中,在所述保护运行的第一运行类型中所述高压始终在当所述动态的轨压力pdyn到达所述第一压力界限值pG1时接下来由所述压力调节阀压力调节器41来调节,并且这一直直到识别出所述内燃机1的停止为止,因为仅仅在这种情况中所述变数MS采用所述值“真”,由此其取非采用所述值“假”并且由此最后所述逻辑的第一信号SIG1又采用所述值“假”,由此所述切换元件27重新被置于其下部的切换器位置中。

在所述保护运行的第一运行类型中所述压力调节阀19总归通过所述第二高压调节回路39来承担所述高压的调节。

回到图2,在下面阐述所述保护运行的第二运行类型:当在此所述逻辑的第二信号SIG2采用所述值1,则切换到所述第二运行类型中。在这种情况中,所述第二切换元件29布置在其在图2中示出的上部的切换位置中,其中,由此为所述压力调节阀19置入停止功能。在所述停止功能中,所述压力调节阀19不被操控,也就是说所述信号PWMDRV置于0。因为优选地使用无电流地打开的压力调节阀19,故这此时持久地将最大的燃料体积流从所述高压储存器13中调控到所述燃料贮存器7中。

反之当所述逻辑的第二信号SIG2具有所述值2时,则如已经阐述的那样为所述压力调节阀19置入正常功能,并且所述压力调节阀借助于所述期望体积流VS和由此计算的信号PWMDRV来操控。

图4示意性地示出用于所述压力调节阀19从所述正常功能到所述停止功能中的和反过来的状态过渡线图。在此,所述压力调节阀19优选地如下构造,使得其构造成无压力地且无电流地关闭,其中,其另外如下构造,使得其于在输入侧施加的压力的情况下直到打开压力值为止是关闭的,其中,当所述在输入侧施加的压力在无电流的状态中到达或超过所述打开压力值时,则所述压力调节阀打开。所述打开压力值例如能够处于850bar。

在图4中利用第一回路Kl表示所述停止功能,其中,右上利用第二回路K2表示所述正常功能。第一箭头P1呈现为在所述停止功能和所述正常功能之间的过渡,其中,第二箭头P2呈现为在所述正常功能和所述停止功能之间的过渡。利用第三箭头P3表示所述内燃机1在所述起动之后的初始化,其中,所述压力调节阀19首先在所述停止功能中初始化。当同时地识别出所述内燃机1的连续的运行并且所述实际高压pI超过起动值pSt时,才为所述压力调节阀19沿着所述箭头P1地置入所述正常功能并且重置所述停止功能。当所述动态的轨压力pdyn超过第二压力界限值pG2时,或当识别出高压传感器的错误(在此通过逻辑的变数HDSD示出),或当识别出所述内燃机1停止时,则所述正常功能被重置并且所述停止功能沿着所述箭头P2被置入。在所述停止功能中,所述压力调节阀19不被操控,其中,其在所述正常功能中如结合图2阐述的那样借助于所述期望体积流VS来操控。

此时得出下列功能性:当所述内燃机1起动时,则首先没有高压在所述高压储存器13中存在,并且所述压力调节阀19布置在其停止功能中,从而所述压力调节阀是无压力且无电流的、也就是说是关闭的。在加速(Hochlaufen)所述内燃机1时由此能够快速地在所述高压储存器中形成高压,所述高压任何时候都超过所述起动值pSt。所述高压优选地处于低于所述压力调节阀19的打开压力值,从而在所述压力调节阀打开之前首先为所述压力调节阀置于所述正常功能。由此以有利的方式保证,当所述压力调节阀首次打开时,则所述压力调节阀19无论如何被操控。因为所述压力调节阀是无压力地关闭的,故所述压力调节阀即使在操控的情况下也继续保持关闭,直到所述实际高压pI也超过所述打开压力值,其中,所述压力调节阀此后打开并且在所述正常功能中进行操控,也就是说或者在所述正常运行中或者在所述保护运行的第一运行类型中进行操控。

然而如果之前描述的情况中的一种出现,则又为所述压力调节阀19置于停止功能。

尤其当所述动态的轨压力pdyn超过所述第二压力界限值PG2时,则这为这样的情况,其中,所述第二压力界限值优选地选取成大于所述第一压力界限值pG1并且尤其具有如下的值,在其中在所述喷入系统的传统的设计方案中机械的过压阀会打开。因为所述压力调节阀19在压力下是无电流地打开的,故所述压力调节阀在所述停止功能中在这种情况中完全打开并且由此安全且可靠地满足过压阀的功能。

当在所述高压传感器23中的错误得到确认时,也进行从所述正常功能到所述停止功能中的过渡。如果在此存在有错误,所述高压不再能够在所述高压储存器13中进行调节。为了使得所述内燃机1尽管如此仍然能够安全地运行,为所述压力调节阀19引起从所述正常功能到停止功能中的过渡,从而所述压力调节阀打开并且由此防止所述高压不允许地上升。

此外,在如下情况中进行从所述正常功能到所述停止功能中的过渡,在所述情况中所述内燃机1的停止得到确认。这相应于重置所述压力调节阀19,从而在重新起动所述内燃机1时在此描述的循环能够又重新开始。

如果在所述高压储存器13中的压力下为所述压力调节阀19置入所述停止功能,则所述压力调节阀最大程度地打开并且将最大的体积流从所述高压储存器13中调控到所述燃料贮存器7中。这相应于用于所述内燃机1和所述喷入系统3的保护功能,其中,所述保护功能尤其能够代替机械的过压阀的不足。

在此重要的是,所述压力调节阀19不同于在现有技术中地具有仅仅两个状态、即所述停止功能和所述正常功能,其中,所述两个状态充分足以形成所述压力调节阀19的整个重要的功能性连同所述保护功能在内,以用于代替机械的过压阀。

图5示出所述压力调节阀压力调节器41的示意性的图示,所述压力调节阀压力调节器在此实施为PI(DT1)压力调节器。在此示出,所述压力调节阀压力调节器41的输出变量VU由三个合计的调节器份额构成、即比例份额AP、积分份额AI和微分的份额ADT1。这三个份额在合计部位53中与彼此相加成不受限制的体积流VU。所述比例份额AP在此呈现为在乘法部位55中乘以值-1的调节偏差eP与所述比例系数kpDRV的乘积。所述求积分的份额AI由两个加数的和获得。第一加数在此为当前的以扫描步Ta延迟的积分份额AI。第二加数为放大因子r2DRV与当前的和以扫描步延迟的调节偏差eP(又在所述乘法部位55中乘以因数-1)的和的乘积。这两个加数的和在此在限制元件57中向上被限制到所述最大的体积流Vmax。所述放大因子r2DRV根据下面的公式计算,在所述公式中tnDRV为复位时间:

所述求积分的份额AI取决于,所述动态的轨压力pdyn是否在所述内燃机1起动之后已经首次到达了所述第一压力界限值pG1。如果这是这样的情况,则所述逻辑的第一信号SIG1采用值“真”,并且在图5中示出的切换元件59转变到其下部的切换器位置中。在该切换器位置中所述求积分的份额AI与所述限制元件57的输出信号相同,也就是说所述求积分的份额AI被限制到所述最大的体积流Vmax。如果识别出所述内燃机1的停止,则如已经结合图3阐述的那样所述逻辑的第一信号SIG1采用值“假”,并且所述切换元件59变化到其上部的切换器位置中。所述求积分的份额AI在这种情况中置于所计算的体积流VS、ber上。由此所计算的期望体积流VS、ber对于如下情况而言呈现为所述求积分的份额AI的初始化值,即所述压力调节阀压力调节器41在当所述动态的轨压力pdyn超过所述第一压力界限值pG1时被激活。

所述微分的份额ADT1的计算在图5的下部的部分中来示出。该份额作为两个乘积的和得出。第一乘积由因数r4DRV与以扫描步延迟的微分的份额ADT1的乘法获得。第二乘积由因数r3DRV与乘以因数-1的调节偏差eP和相应以扫描步延迟的并且乘以因数-1的调节偏差eP之差的乘法获得。

在此所述因数r3DRV根据下面的方程式算出,在其中tvDRV为超前时间并且t1DRV为延迟时间:

所述因数r4DRV根据下面的方程式算出:

由此示出的是,所述放大因子r2DRV和r3DRV取决于所述比例系数kpDRV。所述放大因子r2DRV附加地取决于所述调整时间tnDRV,所述放大因子r3DRV附加地取决于所述超前时间tvDRV和所述延迟时间t1DRV。所述放大因子r4DRV同样取决于所述延迟时间t1DRV

图6示出用于计算逻辑的第三信号SIG3的值的逻辑的示意性的图示,所述逻辑的第三信号用于,用以保证,在此在所述保护运行的第一运行类型和在第二运行类型中使得所述吸入式节流阀9操控成持久打开的运行。这种处理方法结合图7更详细地阐述。所述逻辑的第三信号SIG3的值由第二取与环节61产生,在所述第二取与环节的第一输出中又输入所述变数MS的取非,其中,之前的、在下面更详细地阐述的计算的结果输入到第二输入中。所述逻辑的第三信号SIG3在所述内燃机1起动时首先以值“假”初始化。第二比较元件65的结果输入到第二取或环节63的第一输入中,在所述第二比较元件中检查,所述动态的轨压力pdyn大于还是等于所述第一压力界限值pG1。比对元件67的结果输入到所述第二取或环节63的第二输入中,所述比对元件(Vergleichselement)检查,表明所述高压传感器23的传感器错误的、逻辑的变数HDSD的值是否等于1,其中,在这种情况中存在有传感器错误,并且其中,如果所述变数HDSD的值等于0,则不存在传感器错误。由此示出,如果所述第二比较元件65的或所述比对元件67的输出中的至少一个采用值“真”,则所述第二取或环节63的输出采用值“真”。也就是说为了所述第二取或环节63的输出采用值“真”,必须满足下列条件中的至少一个:所述动态的轨压力pdyn必须到达或超过了所述第一压力界限值pG1,和/或在所述高压传感器23中的传感器错误必须得到确认,从而所述变数HDSD采用值1。如果这些条件中的任何一个都没有被满足,则所述第二取或环节63的输出具有值“假”。

所述第二取或环节63的输出输入到第三取或环节69的第一输入中,所述逻辑的第三信号SIG3的值输入到所述第三取或环节的第二输入中。因为所述逻辑的第三信号SIG3最初以值“假”初始化,故所述第三取或环节69的输出一直具有值“假”,直到所述第二取或环节63的输出采用值“真”。如果这为这样的情况,则所述第三取或环节69的输出也跳到值“真”上。在这种情况中,如果所述内燃机1运转,则所述第二取与环节61的值也跳到真上,从而所述逻辑的第三信号SIG3的值也跳到“真”上。按照图6示出,所述逻辑的第三信号SIG3的值一直保持“真”,直到识别出所述内燃机1的停止,其中,在这种情况中所述变数MS采用值“真”并且由此所述变数的取非采用值“假”。

如果所述吸入式节流阀9备选地仅仅应该在所述保护运行的第二运行类型中持久地打开,则这能够以如下方式实现,即在所述第二比较元件65中使用所述第二压力界限值pG2代替所述第一压力界限值pG1并且与所述动态的轨压力pdyn进行比对。

图7示出所述第一高压调节回路25连同切换元件71在内的示意性的图示以用于图示所述吸入式节流阀9在所述保护运行的第一运行类型和第二运行类型中持久地打开的运行,其中,所述逻辑的第三信号SIG3输入到所述切换元件71中用于操控所述切换元件,所述逻辑的第三信号SIG3的计算结合图6来描述。可行的是,所述切换元件71构造为软件切换器,也就是说构造为纯虚拟的切换器,如这已经结合所述切换元件27、29描述的那样。备选地当然也可行的是,所述切换元件71构造为真实的切换器、例如构造为继电器。

如已经阐述的那样,所述高压调节回路25的输入变量为所述期望高压pS,所述期望高压为了计算所述调节偏差eP与所述实际高压pI相比对。所述调节偏差eP为高压调节器73的输入变量,所述高压调节器优选地实施为PI(DT1)算法。所述高压调节器73的另一输入变量优选地为比例系数kpSD。所述高压调节器73的输出变量为用于所述吸入式节流阀9的燃料体积流VSD,在加法部位75中将燃料期望消耗VQ加到所述燃料体积流VSD上。所述燃料期望消耗VQ在计算环节77中取决于所述转速nI和所述期望喷入量QS来计算并且呈现为所述第一高压调节回路25的扰动变量。未受限制的燃料期望体积流VU、SD得出作为所述高压调节器73的输出变量VSD和所述扰动变量VQ的和。所述未受限制的燃料期望体积流在限制元件79中取决于所述转速nI被限制到用于所述吸入式节流阀9的最大的体积流Vmax、SD。用于所述吸入式节流阀9的受限的燃料期望体积流VS、SD作为所述限制元件79的输出来得出,所述受限的燃料期望体积流作为输入变量输入到泵特性线81中。所述泵特性线将所述受限的燃料期望体积流VS、SD换算成特性线吸入式节流阀电流IKL、SD

如果所述切换器元件71具有在图7中示出的、上部的切换状态(如果所述逻辑的第三信号SIG3具有值“假”,则这为这样的情况),则吸入式节流阀期望电流IS、SD与所述特性线吸入式节流阀电流IKL、SD等同。所述吸入式节流阀期望电流IS、SD呈现为吸入式节流阀电流调节器83的输入变量,所述吸入式节流阀电流调节器具有如下任务,即调节通过所述吸入式节流阀9的吸入式节流阀电流。所述吸入式节流阀电流调节器83的另一输入变量尤其是实际吸入式节流阀电流II、SD。所述吸入式节流阀电流调节器83的输出变量是吸入式节流阀期望电压US、SD,所述吸入式节流阀期望电压最后在计算环节85中以本身已知的方式换算成用于所述吸入式节流阀9的脉冲宽度调制的信号PWMSD的接通持续时间。利用所述信号来操控所述吸入式节流阀,其中,所述信号由此总体上作用于调节路段87,所述调节路段尤其具有所述吸入式节流阀9、所述高压泵11和所述高压储存器13。所述吸入式节流阀电流被测量,其中,产生原始测量值IR、SD,其在电流过滤器89中被过滤。所述电流过滤器89优选地构造为PT1过滤器。所述过滤器的输出变量为所述实际吸入式节流阀电流II、SD,所述实际吸入式节流阀电流又引入给所述吸入式节流阀电流调节器83。

所述第一高压调节回路25的调节变量为在所述高压储存器13中的高压。所述高压p的原始值(Rohwerte)由所述高压传感器23测量并且通过第一高压过滤元件91过滤,所述第一高压过滤元件91具有所述实际高压pI作为输出变量。此外,所述高压p的原始值通过第二高压过滤元件93过滤,所述第二高压过滤元件93的输出变量为所述动态的轨压力pdyn。所述两个过滤器优选地通过PT1算法实现,其中,所述第一高压过滤元件91的时间常数大于所述第二高压过滤元件93的时间常数。尤其,所述第二高压过滤元件93构造为比所述第一高压过滤元件91快的过滤器。所述第二高压过滤元件93的时间常数也能够与值零相同,从而那么所述动态的轨压力pdyn相应于所述高压p的所测量的原始值或与其相同。由此用于所述高压的高动态的值以所述动态的轨压力pdyn存在,所述高动态的值尤其始终在当必须对一定的出现的事件快速进行反应时需要。

所述第一高压调节回路的输出变量由此除了所述未过滤的高压p之外还为所过滤的高压值pI、pdyn

如果所述逻辑的第三信号SIG3采用值“真”,则所述切换元件71切换到其在图7中示出的下部的切换器位置中。在这种情况中,所述吸入式节流阀期望电流IS、SD不再与所述特性线吸入式节流阀电流IKL、SD相同,而是反而与吸入式节流阀紧急电流IN、SD等同。所述吸入式节流阀紧急电流IN、SD优选地具有之前确定的恒定的值、例如0A,其中,此后优选地无电流地打开的吸入式节流阀9最大程度地打开,或所述吸入式节流阀紧急电流具有相比于所述吸入式节流阀9的最大的关闭位置小的电流值、例如0.5A,从而所述吸入式节流阀9虽然没有完全地打开、但却很大程度地打开。在此,所述吸入式节流阀9的吸入式节流阀紧急电流IN、SD和与其相联系的所述吸入式节流阀9的打开可靠地防止,当所述内燃机1在所述保护运行的第二运行类型中利用最大打开的压力调节阀19来运行时,所述内燃机1停止。所述吸入式节流阀9的打开在此引起,即使在中等的直到低的转速范围中仍有足够多的燃料能够输送到所述高压储存器13中,从而实现所述内燃机1不停转地运行。在所述第一运行类型中以这种方式防止所述高压一方面通过所述吸入式节流阀并且另一方面通过所述压力调节阀进行双重的调节。

总体上显示,借助于所述方法、所述喷入系统3以及所述内燃机1实现,即使当所述第一高压调节回路25不再能够承担所述压力调节时,稳定的压力调节也仍得到执行,其中,备选地或附加地能够省去机械的过压阀,因为其功能性由所述压力调节阀19承担。

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