專利名稱：內(nèi)燃機(jī)燃料計(jì)量系統(tǒng)流量限幅器的監(jiān)視方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)燃料計(jì)量系統(tǒng)的限幅器的監(jiān)視方法和裝置。
在沒有提前公開的DE-OS 196 05 427中公知的內(nèi)燃機(jī)的燃料計(jì)量系統(tǒng)中，燃料可從一個(gè)存貯罐用噴射器噴入內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)燃燒室中。布置在燃料存貯罐和相應(yīng)燃燒室之間的流量限幅器在燃料流超過一定極限值時(shí)抑制燃料流。但這種裝置沒有考慮流量限幅器的監(jiān)視。
由于樹脂化、贓污或由于外部的損壞均可造成流量限幅器的功能故障。如果沒有找出相應(yīng)的故障，則在緊急情況下會(huì)導(dǎo)致噴入燃料量過高，這又會(huì)引起內(nèi)燃機(jī)過負(fù)荷并可使之毀壞。
識(shí)別流量限幅器的缺陷并非易事，因?yàn)橐话阒挥性谙到y(tǒng)發(fā)生故障的情況下流量限幅器才起作用，而在正常運(yùn)行中，它一般是不起作用的。
本發(fā)明的任務(wù)是，使燃料計(jì)量系統(tǒng)的流量限幅器的功能監(jiān)視盡可能簡(jiǎn)單化。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，能夠簡(jiǎn)單和可靠識(shí)別燃料計(jì)量系統(tǒng)流量限幅器的缺陷。
本發(fā)明的有利和合適的結(jié)構(gòu)以及改進(jìn)在各項(xiàng)從屬權(quán)利要求中敘述。
下面結(jié)合附圖所示的結(jié)構(gòu)型式來說明本發(fā)明。


圖1表示本發(fā)明裝置的方框圖；圖2表示說明本發(fā)明過程的流程框圖；圖3表示各種信號(hào)與時(shí)間t的關(guān)系；圖4表示本發(fā)明另一種結(jié)構(gòu)型式的流程框圖。
下面以自燃式內(nèi)燃機(jī)為例來說明本發(fā)明裝置，這種內(nèi)燃機(jī)的燃料計(jì)量用電磁閥控制。圖1所示的結(jié)構(gòu)型式涉及一種所謂的蓄壓式燃油系統(tǒng)，但本發(fā)明不限于這種系統(tǒng)。
圖中用100表示的內(nèi)燃機(jī)通過一根進(jìn)氣管105輸入新鮮空氣并通過一根排氣管110排出廢氣。
圖中所示的內(nèi)燃機(jī)是一種四缸內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的每個(gè)氣缸都配制一個(gè)噴射器120、121、122和123。燃料通過電磁閥130、131、132和133供給噴射器。燃料從一個(gè)所謂的油路135通過噴射器120、121、122和123到達(dá)內(nèi)燃機(jī)100的氣缸中。
在油路135和噴射器120至123之間分別布置一個(gè)流量限幅器180、181、182和183。噴射器和流量限幅器最好構(gòu)成一個(gè)結(jié)構(gòu)單元。流量限幅器也可分別布置在電磁閥和油路之間或電磁閥和相應(yīng)的噴射器之間。
流量限幅器是這樣設(shè)計(jì)的，即在一定的時(shí)間內(nèi)，當(dāng)油路135和噴射器之間的連接管路通過的燃料量超過預(yù)定的燃料量時(shí)，流量限幅器便中斷這條連接管路。這個(gè)預(yù)定的燃料量選定為大于無故障運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的最大燃料量。所以它大于滿負(fù)荷燃料量或起動(dòng)燃料量。此外，這個(gè)預(yù)定的燃料量選定為小于內(nèi)燃機(jī)損壞時(shí)的燃料量。
油路135中的燃料由高壓泵145升到一個(gè)可調(diào)節(jié)的壓力。高壓泵145通過一個(gè)電磁閥150與輸油泵155連接。輸油泵155與儲(chǔ)油罐160連接。
電磁閥150包括一個(gè)線圈152。電磁閥130、131、132和133包括線圈140、141、142和143，它們可用一個(gè)末級(jí)175通電。末級(jí)175最好布置在相應(yīng)控制線圈152的控制器170中。
此外，設(shè)置了一個(gè)傳感器177探測(cè)油路135中的壓力并向控制器170發(fā)送一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)。
故障識(shí)別器176處理各種信號(hào)，并在故障情況下向末級(jí)175和電磁閥152發(fā)出一個(gè)相應(yīng)的信號(hào)。
控制器170通過兩個(gè)開關(guān)與電源電壓Ubat連接。第一個(gè)開關(guān)190通過端子15(kl15)連接電源電壓Ubat與控制器170，第二個(gè)開關(guān)192通過端子30(kl30)連接電源電壓Ubat和控制器170。
開關(guān)190是內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)時(shí)由司機(jī)操作的點(diǎn)火開關(guān)，在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)這個(gè)開關(guān)處于它的關(guān)合位置。
開關(guān)190和控制器170之間的連接點(diǎn)也叫做端子15，它通過繼電器194的線圈附加接地。
在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)，開關(guān)190關(guān)合，繼電器194通電，開關(guān)192也關(guān)合。在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)時(shí)，開關(guān)190斷開，于是切斷通過繼電器194的電流。繼電器194設(shè)計(jì)成在一定的等候時(shí)間還能將開關(guān)192保持在它的關(guān)合狀態(tài)。這樣，控制器170在一定的時(shí)間內(nèi)還有電壓。這個(gè)時(shí)間一般叫做空轉(zhuǎn)。在這個(gè)時(shí)間內(nèi)一般完成各種試驗(yàn)程序。
這樣的裝置例如公知在DE-OS 38 02 770(US-A4 905 645)中。
這種裝置的工作方式如下輸油泵155從貯油罐把燃料通過閥150輸送到高壓泵145，高壓泵145在油路135中建立一個(gè)預(yù)定的壓力。外源點(diǎn)燃式內(nèi)燃機(jī)油路135內(nèi)的壓力值一般為30至100巴，自燃式內(nèi)燃機(jī)的油路壓力值則可達(dá)1000～2000巴。
相應(yīng)的電磁閥130～133由線圈140～143通電控制。線圈的控制信號(hào)確定通過噴射器120～123的燃料的噴入開始和噴入結(jié)束。
如果在這種系統(tǒng)中發(fā)生故障，例如在控制單元170的范圍、高壓部分和/或噴射閥發(fā)生故障，則必須確保內(nèi)燃機(jī)停止。
特別是在高壓泵145直接由內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)中，高壓泵145在內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中不斷繼續(xù)輸送燃料，不可能停止高壓泵。所以必須通過別的措施確保高壓部分的壓力迅速降低和/或抑制燃料輸入。
特別是當(dāng)高壓部分出現(xiàn)泄漏時(shí)和燃料通過一個(gè)有缺陷的噴射器以高的壓力持續(xù)進(jìn)入氣缸時(shí)，尤其需要采取別的措施。在這種情況中必須抑制燃料輸入。如果噴入的燃料量達(dá)到相應(yīng)流量限幅器動(dòng)作的值，則流量限幅器抑制燃料繼續(xù)輸入有缺陷的那個(gè)噴射器。如果在一定的時(shí)間內(nèi)噴入的燃料量超過閾值，則流量限幅器最好中斷燃料流。
如果故障監(jiān)視系統(tǒng)175探測(cè)到一個(gè)故障，則故障監(jiān)視系統(tǒng)175轉(zhuǎn)換到緊急運(yùn)行程序，這意味著閥門150處于它的關(guān)閉狀態(tài)。這樣就保證了泵115不再繼續(xù)輸送燃料。
作為其他的或另一種措施，電磁閥140、141、142和143可這樣控制，即這些電磁閥根據(jù)曲軸的一個(gè)角度位置釋放燃料計(jì)量，在這個(gè)角度位置上，噴射對(duì)內(nèi)燃機(jī)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。特別是燃料計(jì)量在下死點(diǎn)的范圍內(nèi)釋放時(shí)尤其有優(yōu)點(diǎn)。這意味著燃料計(jì)量直接在內(nèi)燃機(jī)排氣閥打開之前進(jìn)行。噴射器這樣進(jìn)行控制，即計(jì)量一個(gè)這樣的燃料量而且流量限幅器終止連接。
圖2所示為流量限幅器的檢驗(yàn)過程，在一定的時(shí)間間隔內(nèi)在步驟200中將開關(guān)190的位置作為信號(hào)SN輸入，然后在步驟205中將此信號(hào)SN與前面的開關(guān)位置SA進(jìn)行比較。如果這兩個(gè)開關(guān)位置相同，則在步驟210中將前面的開關(guān)位置改寫成新的開關(guān)位置。然后在經(jīng)過等候時(shí)間以后在步驟200中輸入開關(guān)190的新位置。
如果應(yīng)答器205識(shí)別出開關(guān)190的位置已經(jīng)改變，即開關(guān)190已經(jīng)斷開，則進(jìn)行一條試驗(yàn)程序來檢驗(yàn)流量限幅器。在第一步驟220中，噴射器這樣進(jìn)行控制，即它計(jì)量一個(gè)使流量限幅器動(dòng)作的燃料量。最好只在計(jì)量時(shí)增加燃料量，然后將燃料量重新減少到一般的值。
在下一步225中，探測(cè)內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)N。在步驟230中，計(jì)時(shí)器t增加。應(yīng)答器235檢驗(yàn)是否計(jì)時(shí)器的值大于時(shí)限tw。如果不是這種情況，則需重復(fù)步驟225和230。
如果應(yīng)答器235識(shí)別出計(jì)時(shí)器t大于閾值tw，則應(yīng)答器240接著進(jìn)行檢驗(yàn)，是否轉(zhuǎn)數(shù)N小于轉(zhuǎn)數(shù)閾值NS。如果是這種情況，則在步驟245中結(jié)束程序。如果應(yīng)答器240識(shí)別出轉(zhuǎn)數(shù)大于閾值NS，則在步驟250中識(shí)別故障，而且相應(yīng)的故障存貯器工作，或?qū)⒐收巷@示給司機(jī)。
另一種可能和/或?qū)?yīng)答器240的補(bǔ)充是，可設(shè)置一個(gè)應(yīng)答器260。應(yīng)答器260檢驗(yàn)轉(zhuǎn)數(shù)N是否從探測(cè)以來已經(jīng)下降。為此，在步驟220中讀取轉(zhuǎn)數(shù)值NA。應(yīng)答器260檢驗(yàn)現(xiàn)有轉(zhuǎn)數(shù)N是否小于先前的轉(zhuǎn)數(shù)NA。如果是這種情況，則程序在步驟265中結(jié)束。如果應(yīng)答器240識(shí)別出現(xiàn)有的轉(zhuǎn)數(shù)N大于先前的轉(zhuǎn)數(shù)值NA，則在步驟250中識(shí)別故障，而且相應(yīng)的故障存貯器工作，或?qū)⒐收巷@示給司機(jī)。
應(yīng)答器240和200識(shí)別流量限幅器是否動(dòng)作，內(nèi)燃機(jī)是否關(guān)掉和停機(jī)。
當(dāng)在一個(gè)不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩的角度范圍內(nèi)進(jìn)行噴射時(shí)，則是特別有利的，這個(gè)角度范圍直接位于相應(yīng)氣缸的下死點(diǎn)之前。
根據(jù)本發(fā)明，流量限幅器的功能可在內(nèi)燃機(jī)停機(jī)后由司機(jī)進(jìn)行檢驗(yàn)。為此，噴射器單個(gè)和/或共同這樣進(jìn)行操作，即噴射器釋放一個(gè)導(dǎo)致流量限幅器中斷燃料流和內(nèi)燃機(jī)停機(jī)的燃料流。在噴射器操作和等候時(shí)間tw完畢后，轉(zhuǎn)數(shù)下降和/或位于閾值以下，就識(shí)別出流量限幅器功能故障。
在另一種結(jié)構(gòu)型式中檢驗(yàn)單缸的轉(zhuǎn)數(shù)是否與預(yù)定的平均值有偏差。圖3表示轉(zhuǎn)數(shù)N和開關(guān)190的位置S與時(shí)間t的關(guān)系。一直到時(shí)間點(diǎn)t1開關(guān)190都處于關(guān)合狀態(tài)，轉(zhuǎn)數(shù)增加一個(gè)例如相當(dāng)于空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)的NL值。到時(shí)間點(diǎn)t1，司機(jī)關(guān)掉開關(guān)190使內(nèi)燃機(jī)停機(jī)。從這個(gè)時(shí)間點(diǎn)起，轉(zhuǎn)數(shù)按預(yù)定的關(guān)系下降到零。
圖3a表示流量限幅器在功能正確時(shí)轉(zhuǎn)數(shù)的下降。在所示結(jié)構(gòu)型式中，轉(zhuǎn)數(shù)在時(shí)間過程中呈直線下降。
如果某個(gè)流量限幅器工作不正常，則由于相應(yīng)氣缸的燃燒使轉(zhuǎn)數(shù)短時(shí)間增加。為了識(shí)別這種短時(shí)間的轉(zhuǎn)數(shù)增加和識(shí)別有故障的流量限幅器，可按圖4所示過程進(jìn)行。
在相應(yīng)圖2所述空轉(zhuǎn)中進(jìn)行識(shí)別是否有一個(gè)流量限幅器工作不正確。在第一步驟400中，計(jì)數(shù)器L調(diào)到1。然后在步驟410中對(duì)第L個(gè)氣缸的控制信號(hào)Al根據(jù)步驟220選定這樣一個(gè)值A(chǔ)MAX使相應(yīng)的流量限幅器動(dòng)作。
在下一個(gè)步驟415中檢測(cè)轉(zhuǎn)數(shù)N。在步驟420中至少根據(jù)時(shí)間t預(yù)定轉(zhuǎn)數(shù)的額定值NS。并在斷開時(shí)考慮轉(zhuǎn)數(shù)的預(yù)測(cè)變化。
隨后應(yīng)答器430檢驗(yàn)在步驟415中測(cè)定的轉(zhuǎn)數(shù)N是否與預(yù)測(cè)的轉(zhuǎn)數(shù)NS有偏差。特別是檢驗(yàn)測(cè)定的轉(zhuǎn)數(shù)N是否大于預(yù)測(cè)的值NS。如果是這種情況，即轉(zhuǎn)數(shù)與預(yù)測(cè)的值有偏差，則裝置在步驟440中識(shí)別流量限幅器的故障。
如果不是這種情況，則進(jìn)行將計(jì)數(shù)器L增加1的步驟450。隨后應(yīng)答器460檢驗(yàn)是否所有流量限幅器都已檢驗(yàn)，亦即是否全部氣缸都增加了噴射量。如果應(yīng)答器通過計(jì)數(shù)器L表示為一個(gè)大于氣缸數(shù)ZZ的值識(shí)別出了這個(gè)問題，則在步驟470中結(jié)束程序。否則轉(zhuǎn)向步驟410，并進(jìn)行下一個(gè)氣缸的檢驗(yàn)。
權(quán)利要求
1.監(jiān)視內(nèi)燃機(jī)燃料計(jì)量系統(tǒng)的流量限幅器的方法，其中，當(dāng)噴入的燃料量超過某一預(yù)定的極限值時(shí)，流量限幅器抑制燃料存貯罐、噴射器和/或內(nèi)燃機(jī)之間的燃料流；在某些運(yùn)行情況中，為了檢驗(yàn)流量限幅器對(duì)噴射器這樣進(jìn)行控制，即噴射器一次噴入的燃料量超過預(yù)定的極限值，并根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的反作用來檢驗(yàn)流量限幅器是否限制燃料流。
2.按權(quán)利要求1的方法，其特征是，在空轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行檢驗(yàn)。
3.按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征是，為了進(jìn)行檢驗(yàn)，要算出內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)。
4.按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征是，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)與預(yù)期值有偏差時(shí)，識(shí)別故障。
5.按上述權(quán)利要求任一項(xiàng)的方法，其特征是，當(dāng)轉(zhuǎn)數(shù)沒有下降和/或大于閾值時(shí)，識(shí)別故障。
6.內(nèi)燃機(jī)燃料計(jì)量系統(tǒng)流量限幅器的監(jiān)視裝置，其特征是，當(dāng)噴入的燃料量超過預(yù)定極限值時(shí)，流量限幅器抑制燃料存貯罐、噴射器和/或內(nèi)燃機(jī)之間的燃料流，即在一定運(yùn)行狀態(tài)中，為了檢驗(yàn)流量限幅器，采取這樣控制噴射器的手段，即噴射器一次噴入的燃料量超過預(yù)定極限值，并根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的反作用采取手段檢驗(yàn)流量限幅器是否限制燃料流。
全文摘要
本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)燃料計(jì)量系統(tǒng)的流量限幅器的監(jiān)視方法和裝置。當(dāng)噴入的燃料量超過預(yù)定極限值時(shí),流量限幅器便抑制燃料存儲(chǔ)罐、噴射器和內(nèi)燃機(jī)之間的燃料流。在某些特定的運(yùn)行狀態(tài)中,為了監(jiān)視流量限幅器,噴射器是這樣進(jìn)行控制的,即:噴入的燃料量超過預(yù)定的極限值。根據(jù)內(nèi)燃機(jī)的反作用來檢驗(yàn)流量限幅器是否限制了燃料流。
文檔編號(hào)F02D41/22GK1173585SQ9711538
公開日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1997年8月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年8月10日
發(fā)明者J·比斯特 申請(qǐng)人:羅伯特-博希股份公司