本發(fā)明涉及操作用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的方法以及對(duì)應(yīng)的設(shè)備。

背景技術(shù)：

內(nèi)燃機(jī)通常被設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生高扭矩，該高轉(zhuǎn)矩需要大的噴射量。相反地，與來自內(nèi)燃機(jī)的有害物質(zhì)的可允許排放有關(guān)的法律規(guī)定要求采取各種措施從而減少有害物質(zhì)的排放。

文獻(xiàn)DE 100 14 223 A1描述了用于控制內(nèi)燃機(jī)的設(shè)備和方法。待噴射的燃料量被限制至最大值。該最大值取決于表征燃料泵的當(dāng)前流率的變量至少是可限定的。

文獻(xiàn)DE 10 2011 082 459 A1描述了分析燃料噴射系統(tǒng)的高壓泵的效率的方法，在該方法中，關(guān)于高壓泵的各個(gè)泵沖程而對(duì)高壓泵的效率進(jìn)行分析，對(duì)于各個(gè)泵沖程分別記錄并分析壓力增加和壓力釋放，并且通過分析該壓力增加和壓力釋放而得出高壓泵的各個(gè)部件的狀態(tài)的結(jié)論。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目標(biāo)是創(chuàng)建一種方法以及一種對(duì)應(yīng)的設(shè)備，該方法有助于對(duì)用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行高效操作，并且使得其能夠成本有效地制造。

本發(fā)明的目標(biāo)通過獨(dú)立權(quán)利要求的特征而實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有利的另外的改進(jìn)方案在從屬權(quán)利要求中被說明特征。

根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明的特征在于操作用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的方法。該燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括高壓泵、具有至少一個(gè)噴射閥的高壓流體儲(chǔ)蓄器以及高壓傳感器，該高壓傳感器的測(cè)量信號(hào)表示高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的壓力。高壓泵在出口側(cè)上流體連接至高壓流體儲(chǔ)蓄器，取決于高壓傳感器的測(cè)量信號(hào)，至少一個(gè)噴射閥的相應(yīng)的最大噴射量被確定。取決于高壓傳感器的測(cè)量信號(hào)，效率特性被確定。該效率特性表示高壓泵的效率。取決于該效率特性，至少一個(gè)噴射閥的相應(yīng)的最大噴射量被確定。

至少一個(gè)噴射閥被控制使得待計(jì)量的相應(yīng)噴射量被限制至相應(yīng)的最大噴射量。

限制至少一個(gè)噴射閥的待計(jì)量的相應(yīng)噴射量有助于高壓泵的沖程體積能夠特別小的事實(shí)。這能夠歸因于下述事實(shí)：通過限制待計(jì)量的相應(yīng)噴射量，這有助于抵抗高壓流體儲(chǔ)蓄器中的壓力下降，更具體地說是防止該壓力降低。特別地如果在內(nèi)燃機(jī)的操作循環(huán)內(nèi)的高壓泵的最大流率小于所有噴射閥的總噴射量，則能夠發(fā)生壓力下降。特別地，避免了增加的有害物質(zhì)的排放并且有助于內(nèi)燃機(jī)的高效操作。

高壓泵的最大流率例如取決于該高壓泵的沖程體積。高壓泵的最大流率例如還取決于該高壓泵的效率。特別地，限制待計(jì)量的相應(yīng)噴射量有助于方式高壓流體儲(chǔ)蓄器中的壓力降低，該壓力降低是由于例如在高壓泵的使用壽命期間的該高壓泵的磨損相關(guān)的效率的降低。額外地，限制待計(jì)量的相應(yīng)噴射量例如有助于防止由于內(nèi)燃機(jī)要求的過度輸出而引起的高壓流體儲(chǔ)蓄器的壓力降低。

有利地，高壓泵的尺寸能夠被設(shè)計(jì)成特別地小。額外地，通過高壓泵所需的減少的空間，高壓泵的結(jié)合位置變得靈活。與此相關(guān)地還存在高壓泵的重量的減小以及用于操作高壓泵所需的扭矩的降低，使得有助于燃料供應(yīng)系統(tǒng)的高效操作和該燃料供應(yīng)系統(tǒng)的成本有效的制造。

相應(yīng)的最大噴射量特別地被規(guī)定成使得在高壓流體儲(chǔ)蓄器中的壓力能夠被保持在相應(yīng)的預(yù)定壓力水平上。特別地，在至少一個(gè)噴射閥的最大可能的打開持續(xù)時(shí)間內(nèi)能夠在內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)期間計(jì)量的相應(yīng)的極限噴射量大于相應(yīng)的最大噴射量。

高壓泵與壓力限制閥和高壓流體儲(chǔ)蓄器的流體連接特別地是液壓連接。高壓泵的出口側(cè)的區(qū)域也能夠被稱為高壓區(qū)域。

在根據(jù)第一方面的有利實(shí)施例中，取決于高壓傳感器的測(cè)量信號(hào)，流率特性被確定。該流率特性表示高壓泵的流率。取決于該流率特性，相應(yīng)的最大噴射量被確定。

通過確定流率特性，例如能夠得出關(guān)于高壓泵的最大流率的結(jié)論。此外，例如能夠可靠地確定相應(yīng)的最大噴射量，使得特別有利地對(duì)燃料供應(yīng)系統(tǒng)的高效操作和該燃料供應(yīng)系統(tǒng)的成本有效的制造作出貢獻(xiàn)。在這方面，該流率特性特別地表示流至燃料供應(yīng)系統(tǒng)的高壓區(qū)域的流體的量。

有利地，通過確定效率特性，能夠得出關(guān)于高壓泵的最大流率的結(jié)論。例如，僅在燃料供應(yīng)系統(tǒng)的初次起動(dòng)時(shí)確定效率特性。替代地，例如在燃料供應(yīng)系統(tǒng)的每次起動(dòng)時(shí)確定效率特性。

特別地，該效率特性表示該高壓泵的被確定的最大流率與理論上的最大流率的比較。該效率特性也能夠被稱為高壓泵的體積效率。

例如，流率特性取決于效率特性而被確定。替代地，例如，效率特性取決于流率特性而被確定。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，至少一個(gè)燃料特性被提供。該燃料特性在每種情況中表示相應(yīng)的燃料類型的彈性模量。相應(yīng)的最大噴射量取決于至少一個(gè)燃料特性而被確定。

相應(yīng)的最大噴射量因此能夠被準(zhǔn)確地確定。在燃料供應(yīng)系統(tǒng)不包括用于確定相應(yīng)燃料類型的燃料傳感器的情況中，相應(yīng)的最大噴射量例如取決于對(duì)應(yīng)于相應(yīng)燃料類型的燃料特性而被確定，在該燃料特性下，待計(jì)量的相應(yīng)燃料的相應(yīng)噴射量是最大的。

相應(yīng)的燃料特性例如取決于高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的壓力。相應(yīng)的燃料特性例如替代地或額外地取決于高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的溫度。

作為確定相應(yīng)的最大噴射量的一部分，相應(yīng)的燃料特性被提供為燃料特性圖。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括燃料傳感器。屈居于該燃料供應(yīng)系統(tǒng)的測(cè)量信號(hào)，存在于燃料供應(yīng)系統(tǒng)中的燃料的燃料類型被確定。

以此方式，相應(yīng)的最大噴射量能夠被準(zhǔn)確地確定。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，至少一個(gè)壓力特性被提供。該至少一個(gè)壓力特性在每種情況中表示高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的壓力在時(shí)間上的變化過程。相應(yīng)的最大噴射量取決于至少一個(gè)壓力特性而被確定。

相應(yīng)的最大噴射量因此能夠僅通過比較壓力傳感器的測(cè)量信號(hào)與至少一個(gè)壓力特性而被確定，使得在與該比較相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)處理的低的功率要求的基礎(chǔ)上有助于燃料供應(yīng)系統(tǒng)的成本有效的制造。

例如，相應(yīng)的壓力特性取決于高壓泵的效率。替代地或額外地，相應(yīng)的壓力特性例如取決于高壓泵的流率。相應(yīng)的壓力特性例如還取決于高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的溫度。

作為確定相應(yīng)的最大噴射量的一部分，壓力特性例如被提供為壓力特性圖。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，溫度特性被提供。該溫度特性表示高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的溫度。相應(yīng)的最大噴射量取決于該溫度特性而被確定。

這允許準(zhǔn)確地確定相應(yīng)的最大噴射量。溫度特性例如能夠取決于內(nèi)燃機(jī)的排放輸出而被確定，使得不需要額外的溫度傳感器。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，燃料供應(yīng)系統(tǒng)包括溫度傳感器。溫度特性取決于溫度傳感器的測(cè)量信號(hào)而被確定。

以此方式，溫度特性能夠被準(zhǔn)確地確定。

在根據(jù)第一方面的另外的有利實(shí)施例中，在將內(nèi)燃機(jī)切換至開啟的操作模式之后，相應(yīng)的最大噴射量取決于在預(yù)定的時(shí)間間隔中的高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)壓力的增加而被確定。

這允許相應(yīng)的最大噴射量的特別可靠的確定。

根據(jù)第二方面，本發(fā)明的特征在于用于操作燃料供應(yīng)系統(tǒng)的設(shè)備，該設(shè)備被設(shè)計(jì)成實(shí)施根據(jù)第一方面的方法。

附圖說明

下面通過示意性附圖的方式對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行解釋。

在附圖中：

圖1示出用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例的第一示例；

圖2示出用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的實(shí)施例的第二示例；

圖3a示出用于操作根據(jù)圖1和圖2的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的第一流程圖；

圖3b示出用于操作根據(jù)圖1和圖2的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的第二流程圖；

圖4示出根據(jù)圖1和圖2的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的高壓泵的效率；

圖5示出根據(jù)圖1和圖2的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的高壓泵的流動(dòng)流以及燃料供應(yīng)系統(tǒng)的噴射閥的噴射量，以及

圖6示出根據(jù)圖1和圖2的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的壓力的變化過程。

在整個(gè)附圖中，具有相同結(jié)構(gòu)或功能的元件設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。

具體實(shí)施方式

用于內(nèi)燃機(jī)的燃料供應(yīng)系統(tǒng)1（圖1）包括高壓泵3以及高壓流體儲(chǔ)蓄器5和高壓傳感器7。高壓泵3在出口側(cè)流體連接至高壓流體儲(chǔ)蓄器5。為了這個(gè)目的，例如燃料供應(yīng)系統(tǒng)1具有供應(yīng)管線9。

高壓流體儲(chǔ)蓄器5包括用于將流體（特別是燃料）分配至內(nèi)燃機(jī)的燃燒室中的多個(gè)噴射閥11。

供應(yīng)管線9、具有噴射閥11的高壓流體儲(chǔ)蓄器5以及高壓傳感器7特別地設(shè)置在燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的高壓區(qū)域中。高壓傳感器7的測(cè)量信號(hào)特別地表示該高壓區(qū)域內(nèi)的壓力P。

燃料供應(yīng)系統(tǒng)1例如包括流體貯存器13，該流體貯存器為內(nèi)燃機(jī)的燃燒過程提供流體（特別是燃料）。流體貯存器13在入口側(cè)上流體連接至高壓泵3。在流體貯存器13和高壓泵3之間例如設(shè)置有流體過濾器15。例如，進(jìn)料泵17也被分配給流體貯存器13。例如，進(jìn)料泵17被設(shè)計(jì)為電預(yù)進(jìn)料泵。燃料供應(yīng)系統(tǒng)1例如被設(shè)置在機(jī)動(dòng)車中。

具有進(jìn)料泵17的流體貯存器13以及流體過濾器15特別地被設(shè)置在燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的低壓區(qū)域中。

高壓泵3特比地是可控制的以用于提高在高壓泵3的出口側(cè)上（特別地在高壓區(qū)域中）的流體的壓力P。更具體地，在高壓泵3的出口側(cè)上，壓力P被提高至相應(yīng)的預(yù)定壓力水平，例如在該預(yù)定壓力水平下進(jìn)行噴射。

例如，高壓泵3包括入口閥19。例如，入口閥19被設(shè)計(jì)為數(shù)字入口閥。例如，高壓泵3還包括活塞泵21和出口閥23。在實(shí)施例的其他示例中，例如，高壓泵3被設(shè)計(jì)為擺式滑動(dòng)機(jī)（Pendelschiebermaschine）。

還分配給燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的是例如用于操作燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的控制設(shè)備25，該控制設(shè)備特別地包括數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器?？刂圃O(shè)備25還能夠被稱為用于操作燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的設(shè)備。

在實(shí)施例的第一示例的燃料供應(yīng)系統(tǒng)1中使用的流體優(yōu)選地是汽油。

在實(shí)施例的第一示例中，高壓泵3例如包括阻尼器27。該阻尼器特別地是低壓阻尼器。阻尼器27被設(shè)計(jì)成在低壓區(qū)域中提供體積以用于平衡壓力波動(dòng)。

在實(shí)施例的第一示例中，例如高壓泵3還包括壓力限制閥29。特別地該壓力限制閥有助于限制高壓區(qū)域內(nèi)的最大壓力，使得能夠?qū)⑴c高壓區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)部件的耐壓性有關(guān)的要求保持得低。

高壓泵3的循環(huán)例如包括吸入階段和傳送階段。特別地在高壓泵3的吸入階段期間，高壓泵3是可控制的以便將流體從流體貯存器13吸入至高壓泵3的位移體積中，從而使其可用于傳送階段。通過活塞泵21和入口閥19的相互作用，例如被吸入的流體被向前傳輸。在高壓泵3的傳送階段中，流體在高壓泵3的出口側(cè)處被提供。流率Vi在此表示在內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)期間在高壓泵3的出口側(cè)處提供的流體的量。

在噴射期間（特別是在內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)期間）通過噴射閥11排出的流體的總量能夠被稱為總噴射量Vo。在本文中，噴射閥11的每一個(gè)排出待計(jì)量的相應(yīng)噴射量。

在實(shí)施例的第二示例（圖2）的燃料供應(yīng)系統(tǒng)1中使用的流體優(yōu)選地是柴油。

在實(shí)施例的第二示例中的燃料供應(yīng)系統(tǒng)1與實(shí)施例的第一示例的燃料供應(yīng)系統(tǒng)的區(qū)別至少在于：代替壓力限制閥29，壓力調(diào)節(jié)閥31流體連接至高壓流體儲(chǔ)蓄器5。

額外地，燃料供應(yīng)系統(tǒng)1例如包括溫度傳感器33，溫度傳感器33的測(cè)量信號(hào)表示高壓流體儲(chǔ)蓄器內(nèi)的溫度T1、T2、T3。

特別地存儲(chǔ)在控制設(shè)備25中的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器中的是第一程序，下面通過圖3a的第一流程圖的方式來更詳細(xì)地解釋該第一程序。

第一程序在步驟A1中開始，例如當(dāng)將內(nèi)燃機(jī)開啟時(shí)。在內(nèi)燃機(jī)開啟期間，高壓泵3特別地被控制以便提高高壓區(qū)域內(nèi)的壓力P。

在內(nèi)燃機(jī)被開啟的時(shí)間點(diǎn)處，高壓區(qū)域中的壓力P通常小于燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的相應(yīng)的預(yù)定壓力水平。第一程序在步驟A3中繼續(xù)。

在步驟A3中，在預(yù)定的時(shí)間間隔中，取決于高壓傳感器5的測(cè)量信號(hào)，壓力P的梯度（特別是燃料供應(yīng)系統(tǒng)1的液壓體積內(nèi)的壓力增加ΔP）被確定。該液壓體積例如包括高壓泵3的位移體積、高壓流體儲(chǔ)蓄器5、供應(yīng)管線9以及噴射閥11。第一程序在步驟A5中繼續(xù)。

在步驟A5中，至少一個(gè)燃料特性K_E被提供，該燃料特性表示了相應(yīng)燃料類型的彈性模量。

例如，與該燃料特性關(guān)聯(lián)的燃料傳感器被分配給燃料供應(yīng)系統(tǒng)1，該燃料傳感器的測(cè)量信號(hào)表示存在于燃料供應(yīng)系統(tǒng)1中的燃料的燃料類型。例如，取決于該燃料傳感器的測(cè)量信號(hào)，相應(yīng)的燃料特性K_E被確定，該燃料特性對(duì)應(yīng)于存在于燃料供應(yīng)系統(tǒng)1中的燃料的燃料類型。

替代地，例如，相應(yīng)的燃料特性K_E被確定，該燃料特性對(duì)應(yīng)于使內(nèi)燃機(jī)的排放輸出最小化的燃料類型。

此外，例如，溫度特性K_T被提供，該溫度特性表示高壓流體儲(chǔ)蓄器5內(nèi)的溫度T1、T2、T3。例如，溫度特性K_T能夠取決于內(nèi)燃機(jī)的排放輸出而被確定。作為替代方案，取決于溫度傳感器33的測(cè)量信號(hào)來確定溫度特性K_T。

例如，取決于溫度特性K_T來確定至少一個(gè)燃料特性K_E。額外地或替代地，取決于高壓流體儲(chǔ)蓄器5內(nèi)的壓力P來確定至少一個(gè)燃料特性K_E。特別地，在這個(gè)背景下，至少一個(gè)燃料特性K_E被提供作為相應(yīng)的燃料特性圖。例如，相應(yīng)的燃料類型能夠是EN228、E20、E85、E100中的一個(gè)或柴油燃料。

額外地，總體積特性K_Vg被提供，該總體積特性表示液壓體積。額外地，噴射量特性K_Vo被提供，該噴射量特性表示總噴射量Vo。第一程序在步驟A7中繼續(xù)。

在步驟A7中，取決于壓力增加ΔP、總體積特性K_Vg、噴射量特性K_Vo和燃料特性K_E，流率特性K_Vi被確定，該流率特性表示高壓泵3的流率Vi。高壓泵3的流率Vi特別地取決于高壓泵3的位移體積以及高壓泵3的效率η。

此外，效率特性被確定，該效率特性表示高壓泵3的效率η。更具體地，該效率特性表示高壓泵3的體積效率。例如，在這個(gè)背景下，表示高壓泵3的位移體積的位移體積特性被提供。特別地，效率特性取決于位移體積特性和流率特性K_Vo而被確定。

例如，該效率特性還取決于壓力P而被確定（參見圖4）。例如，該效率特性還取決于泵速V而被確定。第一程序隨后在步驟A9中繼續(xù)。

在步驟A9中，噴射閥11的相應(yīng)的最大噴射量取決于效率特性而被確定。例如，為此首先確定在內(nèi)燃機(jī)的工作循環(huán)中的高壓泵3的最大流率Vimax，取決于該最大流率來確定相應(yīng)的最大噴射量。

例如，相應(yīng)的最大噴射量取決于噴射閥11的數(shù)量而被確定。例如，相應(yīng)的最大噴射量取決于泵速與內(nèi)燃機(jī)速度的傳動(dòng)比而被確定。第一程序隨后在步驟A11中繼續(xù)。

在步驟A11中，噴射閥11被控制以便將待計(jì)量的相應(yīng)噴射量限制至相應(yīng)的最大噴射量。特別地，僅在高壓泵3的最大流率Vimax小于總噴射量Vo（參見圖5）時(shí)限制待計(jì)量的相應(yīng)噴射量。該程序隨后結(jié)束。

更具體地，替代地和/或除第一程序以外，控制設(shè)備25的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)有第二程序，下面借助于圖3b的第二流程圖來更詳細(xì)地解釋該第二程序。

第二程序以類似于A1的方式在步驟B1中開始并且在步驟B3中繼續(xù)。

在步驟B3中，至少一個(gè)壓力特性K_P1、K_P2、 K_P3被提供，該壓力特性表示高壓流體儲(chǔ)蓄器5內(nèi)的壓力P在時(shí)間上的變化過程（參見圖6）。特別地，至少一個(gè)壓力特性K_P1、K_P2、 K_P3表示根據(jù)高壓泵3的效率η的壓力P在時(shí)間上的變化過程。替代地，至少一個(gè)壓力特性K_P1、K_P2、 K_P3例如表示根據(jù)高壓泵3的流率Vi的壓力P在時(shí)間上的變化過程。

取決于至少一個(gè)壓力特性K_P1、K_P2、 K_P3與高壓傳感器7的測(cè)量信號(hào)的比較，效率特性被確定。例如，在預(yù)定的時(shí)間間隔之后實(shí)施該比較。替代地或者額外地，例如在高壓泵3的預(yù)定的循環(huán)數(shù)量之后實(shí)施該比較。

例如，在這個(gè)背景下，溫度特性K_T也被提供，取決于該溫度特性，效率特性被確定。例如，該效率特性還取決于壓力P而被確定（參見圖4）。例如，該效率特性還取決于泵速v而被確定。第二程序在步驟B5中繼續(xù)。

在步驟B5中，相應(yīng)的最大噴射量取決于效率特性而以類似于步驟A9的方式被確定。第二程序類似于A11而在步驟B7中繼續(xù)并且隨后結(jié)束。

第一程序和第二程序特別地能夠單獨(dú)地執(zhí)行或者被組合成單個(gè)程序執(zhí)行。有利地，借此防止即使在高壓泵3的小的位移體積的情況中的噴射期間的壓力降低。

圖4示出取決于在高壓泵3的使用壽命開始時(shí)的預(yù)定溫度T1、T2、T3下的泵轉(zhuǎn)速v和壓力P的效率η。

圖5示出取決于泵速v以及總噴射量Vo的高壓泵3的最大流率Vimax。由此待計(jì)量的相應(yīng)噴射量被限制使得總噴射量Vo不超過最大流率Vimax。

圖6示出多個(gè)示例性壓力特性K_P1、K_P2 、K_P3，每個(gè)壓力特性表示壓力P的變化過程，在高壓泵3的預(yù)定的第一效率的情況下，該變化過程在每種情況中取決于在時(shí)間t期間的溫度T1、T2、T3。壓力特性K_P1、K_P2 、K_P3例如被存儲(chǔ)在控制設(shè)備25的數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器中，額外地，例如在另外的預(yù)定效率下的另外的壓力特性被存儲(chǔ)在該數(shù)據(jù)和程序存儲(chǔ)器中。效率特性能夠例如借助于插值法而被確定。