用于确定电控喷射阀的喷射量关于电气参数的特性曲线族的方法.pdf

本发明涉及一种方法，用于确定电控喷射器的喷射量(Q)关于电气参数(UB)的特性曲线族。在内燃机运行中，电气参数(UB)从未积累有喷射的初值(U0)改变，直到喷射了已定义的第一喷射量(Q1)，其中，在已定义的第一喷射量中设置的数值(U1)是作为已定义的第一喷射量(Q1)的电气参数(UB)的第一数值(U1)分配的。

1.  一种用于确定电控喷射器的喷射量(Q)关于电气参数(U_B)的特性曲线族的方法，其特征在于，在内燃机运行中，所述电气参数(U_B)从未积累有喷射的初值(U₀)改变，直到已定义的第一喷射量(Q₁)被喷射，其中，在所述已定义的第一喷射量中设置的数值(U₁)是作为该已定义的第一喷射量(Q₁)的电气参数(U_B)的第一数值(U₁)而分配的。

2.  根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进一步的步骤中改变所述电气参数，使得已定义的第二喷射量(Q₂)被喷射，其中，在所述已定义的第二喷射量(Q₂)中设置的数值是作为该已定义的第二喷射量(Q₂)的电气参数(U_B)的第二数值(U₂)而分配的。

3.  根据权利要求2所述的方法，其特征在于，从所述第一喷射量(Q₁)的数值对(U₁，Q₁)和所述第一电气数值(U₁)中以及从所述第二喷射量(Q₂)的数值对(U₂，Q₂)和所述第二电气数值(U₂)中，借助于外插函数和内插函数来确定电气数值关于喷射量的特性曲线族。

4.  根据权利要求3所述的方法，其特征在于，更多的数值对用在所述外插和内插中。

5.  根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述外插函数和内插函数是线性函数。

6.  根据先前的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，压电操控所述电控喷射阀，而所述电气参数是在保持电压(U_H)和底部电压(U_B)之间的电压行程(ΔU)。

7.  根据先前的权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，根据内燃机曲轴转矩的时间进程确定所述喷射量。

8.  根据权利要求7所述的方法，其特征在于，借助于内燃机汽缸的推动气体动量模型从内燃机曲轴转矩的时间进程中确定所述喷射量。

9.  一种装置，尤其是内燃机或用于内燃机的控制器，其设置成用于确定喷射量(Q)关于电控喷射器的电气参数(U_B)的特性曲线族，其特征在于，所述电气参数(U_B)在内燃机的运行中从未积累有喷射的初值(U₀)改变，直到已定义的第一喷射量(Q₁)被喷射，其中，在所述已定义的第一喷射量中设置的数值(U₁)是作为该已定义的第一喷射量(Q₁)的所述电气参数(U_B)的第一数值(U₁)而分配的。

10.  一种带有程序代码的计算机程序，当该程序在计算机中执行时，其用于执行根据权利要求1至8中任一项所述的所有步骤。

用于确定电控喷射阀的喷射量关于电气参数的特性曲线族的方法
技术领域
本发明涉及一种方法，用于确定电控喷射阀的、喷射量关于电气参数的特性曲线族。
从现有技术中已知电控喷射阀，其在与所谓的共轨喷射装置的有关方面使用。这样的喷射阀通常配有压电促动器，其经过液压联接元件可以移动阀针。压电促动器直接设置在阀针之上并且完全由位于高压之下的燃料包围。在喷射器的电气和机械特性的长期漂移(老化等)的条件下可能出现有，在老化的喷射器中预喷射或通常情况下的喷射有少量的量消失或积累(absetzen)有已改变的量，这是因为应用于新喷射器的数值(例如底部电压和触发周期)，对于老化的(漂移的)喷射器不再足够用于打开，或者通过漂移出现了错误的喷射量。这导致了燃烧噪音的增加，这尤其在空转中可能成为干扰而引起注意。此外，通过喷射器漂移的预喷射量的增加可能会引起废气成分的劣化。
发明内容
因此，本发明的任务是，检测并修正设定状态的喷射阀(喷射器)的由老化或长期漂移引起的偏差。
该问题可以通过以下方法解决，即确定电控喷射阀的喷射量关于电气参数的特性曲线族，其中，在内燃机运行时的电气参数从未积累有喷射的初值改变，直到积累已定义的第一喷射量，其中，已定义的第一喷射量中设置的数值是作为已定义的第一喷射量的电气参数的第一数值分配的。该方法优选地在预喷射中实行。其中，所属的主喷射不带改变地实行，其中，只要成功地积累预喷射，喷射量就增加。由此确保了，燃烧发生但是转矩贡献要比发生预喷射时更小。那么通过在分别观察的喷射中确定用于内燃机的合力矩的转矩贡献这种办法，就可以观察到，是否积累预喷射。优选地设置成，在内燃机的拖曳运行中实行该方法，这是因为在这种情况下在没有发生预喷射时的有缺陷的转矩贡献对于通过内燃机驱动的行驶舒服性只有极小的影响。在更多的方法步骤中优选地改变电气参数，以致喷射已定义的第二喷射量，其中，在已定义的第二喷射量中设置的数值是作为已定义的第二喷射量的电气参数的第二数值而分配的。那么确定了两对数值即电压行程/喷射量。优选地设置成，从带有第一电气数值的第一喷射量的数值对以及带有第二电气数值的第二喷射量的数值对中，借助外插函数和内插函数来确定对喷射量的电气数值的特性曲线族。此外，更多的数值对可以用于外插法和内插法，由此可以改善生成的外插函数和内插函数的精确性。外插函数和内插函数优选地是线性函数。优选地压电操控该电控喷射阀，其中，电气参数是在保持电压和底部电压之间的电压行程。其中，为了确定喷射量关于压电喷射阀的电压行程的特性曲线族，电压行程在内燃机的运行中从起始电压行程增加，直到喷射已定义的喷射量，其中，在已定义的喷射量中设置的电压行程分配给已定义的喷射量。
优选地根据内燃机曲轴转矩的时间进程确定实际上喷射的喷射量。其中优选地设置成，借助于内燃机汽缸的推动气体动量模型从内燃机曲轴转矩的时间进程中确定喷射量。
在本文开头提及的问题也可以通过这样一种装置解决，尤其是内燃机或用于内燃机的控制器，其设置成用于确定喷射量关于电控喷射器的电气参数的特性曲线族，其中，电气参数在内燃机的运行中从未积累有喷射的初值改变，直到喷射已定义的第一喷射量，其中，在已定义的第一喷射量中设置的数值是作为已定义的第一喷射量的电气参数的第一数值分配的。当程序在计算机中执行时，在本文开头提及的问题也可以通过带有程序代码的计算机程序解决，以用于执行根据本发明的方法的所有步骤。
接下来根据附上的图示进一步阐明本发明实施例。其中：
图1显示了在压电促动器上的关于时间的电压进程；
图2显示了喷射量关于底部电压的曲线图；
图3显示了根据本发明的方法的实施例的流程图。
本发明实施例
在接下来的实施例中从带有作为促动元件的压电促动器的喷射器(喷射阀)出发讨论。这样的喷射器设有压电促动器，其由控制器触发。该压电促动器经由液压联接元件与阀针连接，其中，阀针可以置于喷射阀的壳体内部的阀座上。对于由阀座提升的阀针，喷射阀是打开的而燃料喷射。当阀针置于阀座上时，喷射阀就是闭合的。利用压电促动器引起从关闭状态进入打开状态的转变。对此，引起压电叠堆的长度改变的电压应用在促动器上，该压电叠堆就它而言是用于喷射阀的打开或关闭。对此，所谓的保持电压应用在压电促动器上，该保持电压引起了压电叠堆的确定的长度。液压联接元件使得，在静态电压中阀针置于它的阀座上，并且使喷射阀处于闭合状态。在压电元件上放置的电压的足够快速的改变不可以通过液压联接元件调节，那么引起压电元件的缩短的电压改变就引起了喷射。
在图1中描述了在压电促动器上的电压U关于时间t的电压进程。在喷射阀的闭合状态中，它位于所谓的保持电压U_H上。保持电压U_H减小到所谓的底部电压U_B用于积累喷射。底部电压U_B可以保持合适的时间区间，但是也可以直接地上升到合适的其它与保持电压不同的电压上。在喷射结束时，保持电压U_H重新施加到压电促动器上。在图1的实施例中，用于积累喷射的保持电压U_H首先减小到底部电压U_B，紧接着上升到中间电压U₁，并且保持恒定，其中保持时间为Δt_H，并且然后以上升沿重新上升到保持电压U_H。假如保持电压U_H保持恒定并且电压进程和保持时间Δt_H也保持恒定，则喷射量在本质上取决于底部电压U_B。把保持电压U_H对于底部电压U_B的差别称为电压行程ΔU。那么假如底部电压U_B独自改变，就只有电压行程ΔU改变，以致喷射量P取决于电压行程ΔU。
汽缸喷射量P的变化导致了内燃机的转矩m。为了方便下文的陈述，假定内燃机处于推进操作中。
现在根据本发明，当在内燃机推进操作中的汽缸的预喷射期间的电压行程减小直到确保没有预喷射发生。在保持相同的输出电压时电压行程的减小意味着底部电压的增加。底部电压U_B的这个数值在图1中称为U₀。现在在预喷射时的电压行程逐步地增加，直到预喷射发生。这可以在推进操作中在内燃机的转速信号上容易地测量，已产生的预喷射提供了内燃机的附加的转矩，以致由此增加了转速。通过转速增加可以确定积累预喷射的汽缸的附加气体动量，并且由此利用燃烧模型确定喷射量。现在调整在汽缸上的电压行程，以使喷射已定义的第一喷射量Q₁，例如每次喷射1立方毫米。电压行程和随即的底部电压属于已定义的第一喷射量，这些在图1中用U′和U_B′标明。得到第一个数值对U₁/Q₁。现在在下一步中改变底部电压U_B和随即的电压行程ΔU，直到喷射已定义的第二喷射量Q₂，例如每次喷射3立方毫米。这个值在图1中称为电压行程ΔU″或底部电压U_B′。所有其它值——尤其指保持电压U_H和保持时间Δt_H，保持不变。这里例如每次喷射3立方毫米的已定义的第二喷射量Q₂的存在重新利用转速信号确定。那么得到第二个数值对U₂/Q₂。
为了进一步确定电压行程的或在恒定保持电压时对于喷射量Q的底部电压U_B的相互关系的特性曲线族，从两者的线性相互关系中出发进行讨论。现在采用之前确定的两个数值对即底部电压/喷射量可以确定一条直线，利用该直线确定了更多的特性曲线族的数值对。这一相互关系描绘在图2中。正如之前所描述的，确定了带有数值对U₁/Q₁的第一个点P₁和带有数值对U₂/Q₂的第二个点P₂。通过这两者设置了补偿直线，所有数据对底部电压/喷射量或电压行程/喷射量位于该直线上。同样地，根据图2也可以使用若干点而不用两个点来确定外推法或内推法直线，在这种情况下得选择合适的适应方法，例如最小二乘法等，用来通过点集设置补偿直线。
图3显示了根据本发明的方法的实施例的流程图。该方法在带有内燃机到推进操作中的转变的步骤101中开始。在步骤102中用于在汽缸中预喷射的底部电压减小到未积累有喷射的一个数值(例如用于各个喷射器型号的固定的预先给出的数值)。现在增加在循环体中的底部电压，直到喷射已定义的喷射量，例如为1mm₃。根据转速进程在步骤103中确定由预喷射贡献的转矩并且根据转矩确定喷射量。在步骤104中检测，是否达到所需要的喷射量Q₁。假如是这种情况(选项J)，就把附属的底部电压U₁与在步骤105中的喷射量Q₁作为数值对U₁/Q₁一起存储起来，假如是其它情况(选择N)，就使在步骤106中的底部电压增加一电压数值ΔU。假如已确定在步骤103至106的循环体中的底部电压，就接着进行步骤107至110的同样类型的循环，以确定数据对U₂/Q₂，其中，在步骤107中确定喷射量Q，在步骤108中检测该喷射量是否达到数值Q₂，在步骤109中增加在循环体中的底部电压，在步骤110中存储数据对U₂/Q₂。在步骤111中从两个数据对U₁/Q₁和U₂/Q₂中构建直线方程，用该方程在步骤112中确定特性曲线族并且在控制单元中存储它。