用于运行内燃机燃料输送设备的方法和装置制造方法

用于运行内燃机燃料输送设备的方法和装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于运行内燃机的燃料输送装置（1）的方法，在这种方法中，量控制阀（10）的电磁致动装置（9）被接通以调整输送量，其中，为接通而供给所述电磁致动装置（9）的能量强度，尤其是供给所述电磁致动装置（9）的电流（I）的强度和/或施加到电磁致动装置（9）的电压高低，至少短暂地依赖于内燃机的转速（72）。
【专利说明】用于运行内燃机燃料输送设备的方法和装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1前序部分所述的方法，以及根据并列权利要求所述的一种计算机程序和一种控制和/或调节装置。
【背景技术】
[0002]量控制阀，例如内燃机的燃料输送装置中的量控制阀在市场上是已知的。量控制阀一般是用电磁运行的，并且常常是燃料输送装置的高压泵的整体构件。所述量控制阀控制被泵送到高压存储器(“轨道”)的燃料量，燃料从高压存储器被引导到内燃机的喷射阀。与量控制阀的阀体相耦合的衔铁经由磁力运动。所述阀体-通常为高压泵的入口阀的阀体-可能撞击阀座或者从阀座提升。由此，内燃机的燃料量可被调节。
[0003]本领域的专利公开文献例如EP I 042 607 BI。

【发明内容】

[0004]本发明所要解决的技术问题通过根据权利要求1所述的方法和通过根据并列权利要求的计算机程序与控制和/或调节装置解决。有利的改进方案在从属权利要求中列举。对于本发明，重要特征还在下述说明和附图中得到，其中，所述特征以单独的方式和以不同的组合方式对本发明而言都是重要的，除非此后再次做出明确说明。
[0005]根据本发明的方法具有的优点是燃料输送装置的量控制阀(测量装置)尤其是在内燃机中转速或低转速运行时，可以以比较低的电能进行控制。所述量控制阀的运行噪音能够降低并且耐用性能够提高。
[0006]本发明涉及一种运行内燃机燃料输送装置的方法，在所述方法中，为了调整输送量，布置在通到燃料输送装置的输送腔室的入口中的电磁操作装置被接通。为此，所述电磁操作装置在每个接通过程中利用控制来供给能量，在接通过程中，衔铁应在朝向撞击行程方向上运动。例如，在围绕内燃机凸轮轴转动过程中，所述量控制阀接通两次、三次或甚至四次。为了可靠地接通所述量控制阀和为了得到更短的接通时间，还在所述凸轮轴或内燃机的最大可能的转速时需要比较高的能量。
[0007]本发明以如下想法为前提，即在转速低于最高转速时，对要求短接通时间的重要性相应变小。于是，根据本发明，为接通电磁操作装置而供给给电磁操作装置的能量强度，尤其是供给给电磁操作装置的电流强度，和/或施加到所述电磁操作装置上的电压高低，至少短暂地依赖于所述凸轮轴或内燃机的转速，更确切地说，在低转速时的依赖性小于在高转速时的依赖性。
[0008]所述方法的设计方案提出，所述能量只在吸引阶段依赖于所述内燃机的转速，在吸引阶段中，所述电磁操作装置的衔铁从第一位置运动到第二位置中。所述吸引阶段需要特别多的能量以使每次接通需要短的接通时间。因此，根据本发明，所述控制对内燃机转速的依赖性在吸引阶段尤其有效。所述电磁操作装置的控制在紧随吸引阶段之后的停止阶段时能够基本上不依赖于转速。[0009]本发明还提出，所述能量随着转速的提高而增加，其中，所述能量和转速之间的关系是单调变化的。于是允许所述衔铁的与所述转速相对应的运动通常必须更迅速。优选地，这使用单调升高的特性曲线进行。
[0010]特别地，本发明提出，所述能量被控制成所述量控制阀能够在对各转速而提供的时间间隔范围内可靠地接通。对应较低转速的时间间隔通常比对应较高转速的时间间隔大，并且分别进行测量，以使所述量控制阀能够准确地工作。于是根据本发明利用可能的时间间隙来延长在各时间间隔的范围内所述衔铁在低转速时的吸引时间。为此每次都需要更少的能量。
[0011]所述方法的设计方案提出，用于控制所述电磁操作装置的电流和/或电压是振荡的(getaktet)。例如，所述电磁操作装置在衔铁的吸引阶段和/或停止阶段期间多次利用电子开关切换到运行电压，然后又切换离开运行电压。此时调整的占空比因此确定控制期间的平均电流。所述占空比被调整为使得所述平均电流以本发明的方式依赖于内燃机转速。优选地，所述电子开关的操作依赖于各下电流阈值和上电流阈值。如果流过所述电磁操作装置的线圈的电流低于所述下电流阈值，则所述电子开关关闭并且因而所述线圈切换到所述运行电压。由此，流过所述线圈的电流和由此引起的磁力连续升高。如果流过所述线圈的电流超过所述上电流阈值，则所述电子开关开启并因此使所述线圈切换离开所述运行电压。由此，流过所述线圈的电流和相应地磁力连续降低。一般来说，吸引阶段和停止阶段所使用的电流阈值是各不相同的。
[0012]除使用所述电流阈值外，还能够利用“预先控制的”脉冲宽度调制的电压控制所述电磁操作装置，其中，用于各至少一种控制的确定的参数被预先调整。根据本发明，这些参数被调整为，为接通所述电磁操作装置而供给的能量至少短暂地依赖于内燃机转速。
[0013]如果所述方法利用计算机程序执行内燃机的控制和/或调节装置(“控制器”)，所述方法能够特别简单地被执行。在一个优选的设计方案中，所述控制器的配置通过加载具有独立权利要求计算机程序的特征的计算机程序的存储介质进行。所述存储介质就此而言应理解为以存储形式含有所述计算机程序的各种装置。
【专利附图】

【附图说明】
[0014]下面结合【专利附图】

【附图说明】本发明的示例性实施例。在附图中示出:
[0015]图1示出了内燃机燃料输送装置的简化示意图；
[0016]图2示出了燃料输送装置的高压泵的剖视图，其中，高压泵同时具有量控制阀和电磁操作装置；
[0017]图3示出了电磁操作装置的控制的时间曲线图；
[0018]图4示出了吸引电流和吸引时间相对于内燃机转速的曲线图；和
[0019]图5示出了用于补充示出所述方法的简化框图。
[0020]在所有附图中，功能相同的元件和数值也在不同的实施例中使用相同的附图标记表不。
【具体实施方式】
[0021]图1以非常简化的视图示出内燃机的燃料输送装置I。燃料从燃料箱3，通过吸入管道4，利用预输送泵5，通过低压管道7，和通过电磁操作装置9 (“电磁铁”)可操作的量控制阀10供给(这里未详细说明的)高压泵11。在高压泵11的下游，高压泵11通过高压管道12连接到高压存储器13(“共轨”)。其它元件，例如高压泵11的阀门，在图1中未示出。电磁操作装置9通过控制和/或调节装置16控制，计算机程序18可加载在控制和/或调节装置16上。
[0022]应理解，量控制阀10也可构造为高压泵11的构件。例如，量控制阀10可以是高压泵11的强制打开的入口阀。备选地，量控制阀10也可以具有作为电磁铁9的另一操作装置，例如压电致动器。
[0023]在运行燃料输送装置I时，预输送泵5将燃料从燃料箱3输送到低压管道7中。在这里，量控制阀10控制正在供给给高压泵11的工作腔室的燃料量，其方式是电磁铁9的衔铁从第一位置运动到第二位置中，反之亦然。量控制阀10于是可关闭和打开。
[0024]图2示出燃料输送装置I的高压泵11的局部截面图，高压泵11同时具有量控制阀10和电磁操作装置9。所示出的装置包括壳体20，其中，在视图上部区域中布置电磁操作装置9，在中部区域中布置量控制阀10和在下部区域中布置高压泵11的输送腔室22与活塞24。
[0025]电磁操作装置9布置在阀壳体26中，并且包括线圈28、衔铁30、磁极铁芯32、衔铁弹簧34、静止座36和上升挡块38。静止座36形成衔铁30的第一位置，上升挡块38形成衔铁30的第二位置。衔铁30利用耦合元件40对阀体42施加作用。在附图中，所属密封座44布置在阀体42上部。密封座44是罐形壳体元件46的一部分，尤其包围阀体42和阀簧42。密封座44和阀体42构成高压泵11的入口阀。
[0026]在图2中示出电磁操作装置9的不通电状态。此时，衔铁30利用衔铁弹簧34在视图中向下推压静止座36。由此，阀体42通过耦合元件40克服阀门弹簧48的力，于是入口阀或量控制阀10打开。由此形成低压管道7和输送腔室22之间的流体连接。
[0027]在电磁操作装置9的通电状态中，衔铁30被磁极铁芯32磁吸引，于是与衔铁30连接的耦合元件40在视图中向上运动。由此，在相应的流体压力比时，阀体42通过阀门弹簧48的力推压密封座44，并且入口阀或量控制阀10于是关闭。当活塞24在输送腔室22中执行工作运动时(在视图中向上)时，例如可进行这种动作，其中，燃料可通过此时打开的止回阀60输送到高压管道12中。
[0028]量控制阀10的打开或闭合依赖于多个数值进行:第一，依赖于通过衔铁弹簧34和阀门弹簧48起作用的力。第二，依赖于在低压管道7和输送腔室22中的燃料压力。第三，依赖于衔铁30的力，衔铁30的力基本上由实际流过线圈28的电流I确定。特别地，电流I又依赖于各燃料压力，影响阀体42的打开或者闭合的时间点，并且因此基本上控制要输送的燃料量。
[0029]图3示出量控制阀10的控制的时间曲线图。在图中所示的坐标系中，电流11(实线)和12 (虚线)关于时间t被记录，其中，电流Il和12流过电磁操作装置9的线圈28。双箭头62表示电磁操作装置9的衔铁30在吸引阶段接通的电流，双箭头64表示电磁操作装置9的衔铁30在停止阶段接通的电流。在吸引阶段期间，衔铁30通过磁力从静止座36运动直到上升挡块38。在停止阶段期间，衔铁30通过通常较小的磁力在上升挡块38上保持在它的位置中。下面首先描述电流Il的曲线，在内燃机的转速72比较高时(参照图4)，使用所述电流Il的曲线控制电磁操作装置9。
[0030]在时间点t0开始吸引阶段，其中电流Il比较迅速地上升，从时间点tla围绕平均值68振荡。这个平均值68小于平均值66a。在时间点t3结束控制，于是电流Il陡然降低到零。
[0031]在内燃机低转速72时，电磁操作装置9用电流12控制，也就是说，接通阈值(未示出)相对于电流Il的接通阈值调整得更低。由此对于在吸引阶段期间的电流12曲线得到相应地更小的平均值66b。因此，在吸引阶段期间所需要的能量同样变得更小，并且在衔铁30撞击在上升挡块38上时产生的运行噪音被降低。此时，衔铁30的吸引时间同样甚至延长，其中，t2和t0之间的时间差扩大，吸引阶段62因此延长，但不损害量控制阀10的正确功能。
[0032]电流Il和12的曲线确定的接通阈值(未示出)，例如由此得出的平均值66a和66b分别选择为，衔铁30可靠地撞击在上升挡块38上并且因而在所有运行情况下可靠地接通量控制阀10。与电流Il相比，由于在吸引阶段期间平均更小的电流12，衔铁30以更小的力被加速并相应地延迟撞击。在下面利用图4对此进行更详细地说明。
[0033]图4示出一个坐标系，其中，在吸引阶段期间流过线圈28的电流I的平均值66以及所属的吸引时间70相对于内燃机转速72呈线性变化。吸引时间70表征从时间点t0线圈28开始通电到衔铁30第一次撞击在上升挡块38上。平均值66当前通过支撑位置74确定，支撑位置74例如存储在内燃机的控制和/或调节装置16的特性曲线中。电流I的平均值66还表征在电磁操作装置9的吸引阶段期间供给的能量，尤其是当线圈28在吸引阶段期间切换到不变的源电压时。
[0034]人们认识到电流I的平均值66随着转速72的变大而单调增加。因为高压泵11的活塞24同样依赖于转速72进行运动，阀体42或衔铁30可能的运动时间范围相应变小，因而更具有决定性。通过随着更强的通电电流而降低的吸引时间70以适当的方式处理这一情况。这如上所述地进行，以使量控制阀10在每个转速72时可靠地接通。
[0035]图5示出电磁操作装置9的控制的简化流程图。所示方法优选利用内燃机控制和/或调节装置16中的计算机程序18执行。在第一方框76中，所示流程开始，其中，测定内燃机的实际转速72。在第二方框78中，根据测定的转速72，从特性曲线读出第二支撑位置74。此后，在这两个支撑位置74之间进行插值，以确定精确地适配转速72的每个平均值66。从平均值66测定用于接通和断开电流I的适当的接通阈值(没有给予附图标记)。
[0036]在第三方框80中，所测定的接通阈值用于在衔铁30的吸引阶段期间控制电磁操作装置9或者线圈28。
【权利要求】
1.用于运行内燃机的燃料输送装置(I)的方法，在所述方法中，量控制阀(10)的电磁操作装置(9)被接通以调整输送量，其特征在于， 为接通而供给所述电磁操作装置(9)的能量强度，尤其是供给所述电磁操作装置(9)的电流(I)强度和/或施加到所述电磁操作装置(9)上的电压高低，至少短暂地依赖于内燃机的转速(72)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述能量只在吸引阶段(62)期间依赖于内燃机的转速(72)，其中，在吸引阶段期间，所述电磁操作装置(9)的衔铁(30)从第一位置运动到第二位置。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述能量随着转速的上升而增加，其中，所述能量和转速之间的关系是单调变化的。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述能量被控制为，使得所述量控制阀(10)可在对每个转速(72)所设置的时间间隔范围内接通。
5.根据前述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，所述电流(I)和/或电压是振荡的。
6.计算机程序(18)，其特征在于，所述计算机程序(18)被编程为执行根据前述权利要求中至少一项所述的方法。
7.内燃机的控制和/或调节装置(16)，其特征在于，所述内燃机的控制和/或调节装置(16)包括一个存储器，其存储根据权利要求6所述的计算机程序(18)。
【文档编号】F02D41/38GK103635680SQ201280030465
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年5月2日 优先权日:2011年6月22日
【发明者】U·里希特, B·希勒, J·金佩尔, R·温克勒, H·罗特 申请人:罗伯特·博世有限公司