[发明专利]用于控制燃料压力的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制燃料供应系统中的供应轨道压力(supply rail pressure)的方法，特别用于柴油发动机，且涉及用于执行该方法的装置。

背景技术

传统地，柴油发动机的燃料供应系统包括能输送高达1600bar的高输出压力的燃料泵、与发动机的每个汽缸相关联的喷射器和把该喷射器连接至泵的轨道。喷射器包括电磁铁(solenoid)或压电元件以对导阀(pilot valve)进行电控制。该导阀控制燃料至阀活塞的压力接收表面的流动，以使得阀活塞的末端被压靠在喷射器的喷嘴上且阻塞这些喷嘴，或被缩回，允许燃料从喷嘴喷出。由于该操作原理，流入喷射器的燃料仅部分被实际喷射到汽缸内。被用于驱动发活塞的燃料流回到油箱，且通过喷射器的内部泄露流出的燃料也如此。

燃料效率和污染物排放率严格依赖于燃料喷射正时。不仅在每个发动机冲程必须预定量的燃料被喷射入汽缸，而且在冲程过程中其还必须发生在正确的时间区间(或多个区间)。由于通过喷射器的流速依赖于轨道压力(和其它量)，如果轨道压力太低，喷射预定量的燃料可比希望的耗时，或者如果轨道压力太高，喷射可比希望的过早停止。而且，燃料的雾化依赖于轨道压力。不理想的雾化可导致污染物排放增加和/或燃料效率降低。产生理想雾化的燃料压力依赖于发动机的操作条件，从而当这些操作条件变化时，燃料压力必须被改变。出于这些原因，控制燃料压力非常重要。这必须通过以下完成，即控制泵的操作，以使得，在任意时刻处，其传送速度等于燃料被喷射器从轨道排出的速度。燃料排出速度是操作条件的相当复杂的函数，因为不仅发动机速度(即燃料喷射频率)可变化，而且每个发动机冲程喷射的燃料量也可变化，且喷射器的泄露速度依赖于其激励阶段的持续时间。而且，即使从轨道的燃料排放速度是准确已知的，泵通常不能被直接地控制来传送该排出速度，因为泵还具有内部泄露速度，该泄露速度依赖于输入和输出压力以及燃料温度，以使得在泵速度和传送速度之间没有一对一的关系。

传统地，该问题是通过以下处理的，即实验分析在各种操作条件下的整个燃料供应系统的性能，和调整泵的控制以使得在所有操作条件下保持适当的燃料轨道压力。每次当燃料供应系统被修改(例如通过替换一种不同类型的喷射器或燃料泵)时，该分析和调整都必须被重做，这需要相当多的工时。

发明内容

本发明的目的是要提供一种控制方法和用于执行该方法的装置，其便于把具有不同特性的部件整合到燃料供应系统中。

该目的是通过一种用于控制燃料供应系统中的轨道压力的方法实现的，该系统包括燃料泵、至少一个喷射器和把喷射器连接到该泵的轨道，该方法包括步骤：

a)建立所述轨道压力和喷射器的泄露速度之间的关系；

c)基于燃料喷射速度、所述轨道压力和所述轨道压力-泄露速度关系估计从所述轨道的燃料排出速度；

d)基于所述燃料排出速度估计所述泵的希望的吸入流动速度；和

e)控制该泵以在所述希望的吸入流动速度下运行。

代替整体分析燃料供应系统，根据本发明，展开了单独对于燃料供应系统的各部件的实验分析。轨道压力和喷射器泄露速度之间的关系比整个系统的性能更容易分析，因为前者与泵的所有特性无关。如果喷射器必须被替换，轨道压力-泄露速度关系必须被再次对于新喷射器建立，但是泵的特性保持不变。反之亦然，如果仅泵被替换，则不需要更新轨道压力-泄露速度关系。

优选地，在步骤c)至e)之前，轨道压力和泵的效率之间的关系也被用实验方法建立，且由此确定的关系被考虑用于在步骤d)中估计希望的吸入流动速度。

由于燃料的粘度依赖于其温度，轨道压力-泄露速度关系应被作为燃料温度的函数建立。尽管在喷射器和泵的泄露中燃料在解压时被加热，燃料温度的单独测量(例如在泵的输入端)是足够的，因为对于给定的输入温度，燃料温度的增加量由轨道压力确定。

喷射器的泄露速度依赖于导阀的激励状态而改变。由于导阀的工作循环是发动机速度的函数，轨道压力-泄露速度关系应优选地描述该泄露速度作为至少与喷射器的关闭状态相关联的静态泄露速度和与其打开状态相关联的动态泄露速度的发动机速度加权和。

优选地，轨道压力-泄露速度关系，特别是动态泄露速度，应被作为喷射器激励时间的函数而建立，因为在导阀的激励状态中的喷射器的瞬时泄露速度通常被发现不是恒定的，而是导阀已被激励时长的函数。