專利名稱：用于求取噴射系統(tǒng)的燃料溫度的方法
用于求取噴射系統(tǒng)的燃料溫度的方法本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1和根據(jù)權(quán)利要求7的用于求取噴射系統(tǒng)中的燃料 溫度的方法?，F(xiàn)有技術(shù)中已知各種不同的方法，用以求取噴射系統(tǒng)中的燃料溫度。例如測量噴 射系統(tǒng)一部分處的燃料溫度，利用測得的溫度，借助于物理模型來求取噴射系統(tǒng)其他部位 的溫度。本發(fā)明的目的在于，提出一種用于求取噴射系統(tǒng)中的燃料溫度的方法，其中無需 燃料溫度傳感器。本發(fā)明的目的通過根據(jù)權(quán)利要求1和7的方法得以實現(xiàn)。本發(fā)明的方法的優(yōu)點在于，省去燃料溫度傳感器。這樣就能成本低廉地構(gòu)造噴射 系統(tǒng)。根據(jù)一種實施方式，這種成本優(yōu)勢的實現(xiàn)方式為，噴射系統(tǒng)中的燃料的彈性模量借助 于燃料壓力來求得，并借助于彈性模量來確定燃料的溫度。在本發(fā)明的一種替代的實施方式中，該優(yōu)點的實現(xiàn)方式為，前置泵之前的燃料溫 度根據(jù)吸入空氣溫度和噴射系統(tǒng)中的燃料壓力來求得。借助這兩種所述方法，可以求得噴 射系統(tǒng)中的燃料溫度，而無需燃料溫度傳感器。本發(fā)明的方法的其它有利的實施方式在從屬權(quán)利要求中給出。根據(jù)另一種實施方式，計算燃料儲存器中的燃料的彈性模量，其中考慮燃料儲存 器中的壓力變化、燃料儲存器的容積和流經(jīng)燃料存儲器的燃料流。通過這種方式可以精確 地算得E-模量。根據(jù)所選擇的實施方式，可以借助于曲線圖或表格或公式來存儲在E-模量和燃 料溫度之間的關(guān)系。根據(jù)另一種實施方式，借助于校正值來求得泵之前的燃料溫度。根據(jù)另一種實施方式，借助于校正值，根據(jù)燃料儲存器中的燃料的溫度來計算在 噴射閥的泄漏流中的燃料溫度。根據(jù)所選擇的實施方式，校正值與至少一個當(dāng)前參數(shù)相關(guān)地來使用冷卻水溫度、 燃料儲存器中的燃料壓力、吸入空氣溫度、車輛速度、流到燃料儲存器中的燃料流和/或從 燃料儲存器中流出的燃料流。根據(jù)另一種實施方式，在求取燃料溫度時，考慮與內(nèi)燃機(jī)冷啟動或者與內(nèi)燃機(jī)熱 啟動相關(guān)的參數(shù)。這樣就能精確地計算燃料溫度，特別是用于計算前置泵之前的燃料溫度。下面對照附圖詳細(xì)介紹本發(fā)明。圖中示出 -

圖1為燃料噴射系統(tǒng)的示意-圖2為燃料溫度和彈性模量之間的關(guān)系曲線-圖3為在前置泵之前且在噴射閥的泄露流中的燃料溫度的計算方法的示意圖； -圖4為在前置泵之前的燃料溫度的另一種計算方法的示意圖； -圖5為在燃料軌中且在噴射閥的泄露流中的燃料溫度的另一計算示意圖。圖1為汽車1的示意圖，其具有噴射系統(tǒng)2、驅(qū)動車輪14的內(nèi)燃機(jī)3。噴射系統(tǒng)2 具有燃料罐5和通到泵7的輸入管道6。泵7的出口與燃料儲存器8連接。泵7可以是高壓泵，其在燃料儲存器8中能產(chǎn)生至多2000巴(bar)的壓力。噴射閥9與燃料儲存器8連 接，且由燃料儲存器8被供應(yīng)以燃料。噴射閥9配屬于內(nèi)燃機(jī)3的燃燒室。噴射閥9和泵 7通過控制線路與控制器4連接。此外，內(nèi)燃機(jī)3具有用于吸入新鮮空氣的進(jìn)氣道10。還 設(shè)置有排氣道11，經(jīng)由該排氣道排出內(nèi)燃機(jī)3的廢氣。另外，內(nèi)燃機(jī)3通過傳動機(jī)構(gòu)與車輪 14連接。內(nèi)燃機(jī)3還具有帶有冷卻液體的冷卻系統(tǒng)12，冷卻液體將內(nèi)燃機(jī)3冷卻。在燃料罐5上設(shè)置有與控制器4連接的料位傳感器13。還在燃料儲存器8上設(shè)置 有與控制器4連接的壓力傳感器15。另外在進(jìn)氣道10上設(shè)置有與控制器4連接的空氣溫 度傳感器16。此外設(shè)置有冷卻劑溫度傳感器17，其檢測冷卻系統(tǒng)12的冷卻液體的溫度，并 與控制器4連接。另外設(shè)置有同樣與控制器4連接的速度傳感器18。速度傳感器18檢測 車輛1的行駛速度，并將該行駛速度傳輸至控制器4。此外設(shè)置有與控制器4連接的其他傳感器，這些其他傳感器將內(nèi)燃機(jī)的運行參數(shù) 例如轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩或節(jié)氣門踏板位置形式的駕駛員意愿傳輸至控制器4?？刂破?與數(shù)據(jù)存儲 器4連接，在該數(shù)據(jù)存儲器中存儲有數(shù)據(jù)、表格和控制程序，借以控制泵7、噴射閥9和內(nèi)燃 機(jī)3，例如控制節(jié)氣閥和/或入口閥和出口閥。通過這種方式，根據(jù)駕駛員意愿來提供內(nèi)燃 機(jī)的由駕駛員所希望的轉(zhuǎn)矩。為此需要使得燃料儲存器8的燃料具有預(yù)先給定的壓力，并 借助于噴射閥9在預(yù)先給定的時刻噴射所希望量的燃料。另外，泵7之后的管路20和來自噴射閥9的泄露管路21延伸回到罐5。當(dāng)燃料儲 存器8中的壓力過高時，經(jīng)由管路20例如將泵7的泄露或者燃料排放至燃料罐5。經(jīng)由泄 露管路21將噴射閥9的泄露引回到燃料罐5。為了精確地噴射確定量的燃料，特別是為了使得有害物質(zhì)保持在較小的極限內(nèi)， 有必要識別出噴射閥9處的燃料溫度。另外有利的是，識別出在泵7之前的或者在燃料儲 存器8中的燃料溫度。所述方法無需燃料溫度傳感器即可求取噴射系統(tǒng)不同位置的燃料溫度。根據(jù)第一種實施方式，借助于所求得的燃料E-模量來計算燃料溫度。為此使用如 下物理關(guān)系式
(d (PFU) /dt) = (E/ (V* Z Q)，
其中用PFU表示燃料儲存器8中的燃料壓力，用E表示燃料的壓縮模量(E-模量)，用V 表示燃料儲存器中的燃料體積，用」Q表示輸送至燃料儲存器8的燃料體積。用(d(PFU)/ dt)表示燃料壓力關(guān)于時間的時間導(dǎo)數(shù)。燃料壓力PFU借助于壓力傳感器15來測得，燃料 儲存器8的體積是已知的，流入體積(Volumenzufluss)也是已知的。所述體積優(yōu)選還考慮 到從泵7到燃料儲存器8的管路體積和從燃料儲存器到噴射閥9的管路體積。通過這種方 式可以算得E-模量。E-模量表示燃料的與壓力和溫度相關(guān)的特性。如果E-模量和壓力是 已知的，則可以算得燃料溫度。根據(jù)一種實施例，燃料壓力借助于燃料儲存器8中的壓力傳感器15來檢測，并傳 輸至控制器4。燃料儲存器的體積存儲在數(shù)據(jù)存儲器19中。另外，控制器4控制著泵7和 噴射閥9，從而輸送給燃料儲存器8的燃料體積在控制器4中是已知的。如果泵7僅與內(nèi)燃 機(jī)的轉(zhuǎn)速相關(guān)，則控制器4可以通過內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速并通過泵7的已知的輸送體積來求得所輸 送的燃料體積?？刂破饔谑窃趦蓚€相繼的時刻檢測燃料壓力的時間變化，并檢測輸送到燃 料儲存器中的燃料體積，且由此借助于如下公式來算得E-模量E=(d(PFU)/dt)*(V/」Q)。
基于已知的E-模量，控制器4現(xiàn)在可以按照一些公式和表格來求取燃料溫度， E-模量與壓力和溫度相關(guān)地存儲在這些公式和表格中。曲線圖2針對不同的燃料壓力示出了 E-模量與溫度的關(guān)系。在y軸上以“攝氏 度”示出溫度，在X軸上以“巴”示出E-模量。在該曲線圖中，第一直線A表示在燃料壓力 為200巴時的E-模量，第二直線B表示在壓力為600巴時的E-模量，第三直線C表示在燃 料壓力為1000巴時的情況，第四直線D表示在燃料壓力為1400巴時的情況，第五直線E表 示在燃料壓力為1800巴時的情況。代替各個直線，也可以規(guī)定曲線簇，用于示出與燃料壓 力和溫度相關(guān)的E-模量。如果現(xiàn)在例如當(dāng)燃料儲存器8中的燃料壓力為200巴時，控制器4求得E-模量為 15000巴，則控制器4借助于該值并借助于圖2中所示的第一直線A求得溫度為40°C。因而通過這種方式可以獨立于燃料溫度傳感器來求得燃料儲存器8中的燃料溫度。附圖中所示的方法由控制器4來實施。圖3示意性地示出一種方法的建構(gòu)，采用這種方法，控制器4能算得輸入管道6中 的燃料壓力和噴射閥9處的燃料壓力。控制器4基于燃料儲存器8中的借助E-模量算得 的燃料溫度，在程序點100開始。燃料儲存器中的燃料溫度是用于計算在泵7之前的輸入 管道6中的燃料溫度和在泄漏管路21內(nèi)的泄漏流中的燃料溫度的基值。在計算輸入管道6中的溫度值時，使用表格和/或特性曲線簇，這些表格和/或特 性曲線簇考慮到了 冷卻水溫度TC0，其借助于冷卻劑溫度傳感器17被傳輸至控制器4 ；燃 料儲存器8中的燃料壓力PFU，其借助于壓力傳感器15被檢測；吸入空氣的溫度TIA，其被 進(jìn)氣道11中的空氣溫度傳感器16檢測，并被傳輸至控制器4 ；車輛速度VS，其借助于速度 傳感器18被檢測，并被傳輸至控制器4 ；和流經(jīng)輸入管道6的燃料體積流。為此檢測相應(yīng) 的測量值，并利用配設(shè)的表格和/或特性曲線簇來求得校正值，通過它們，在計算模塊110， 利用借助于E-模量求得的燃料溫度算得輸入管道6中的燃料溫度TFU。按照同樣的方式，通過第二計算模塊120，利用燃料儲存器8中的借助于E-模量 算得的燃料溫度，并根據(jù)冷卻水溫度TC0、燃料儲存器8中的燃料壓力PFU、吸入空氣溫度 TIA、車輛速度VS和流經(jīng)噴射閥的燃料體積流量VFF，來算得泄漏流中的燃料溫度TFU_INJ_ LEAK。為此使用與在計算輸入管道6中的燃料壓力時不同的其它表格和/或特性曲線簇。通過這種方式，借助于E-模量可以求得輸入管道6中的燃料壓力和在噴射閥9的 泄漏管路21的泄漏流中的燃料壓力。圖4示出一種用于計算輸入管道6中的燃料溫度TFU的替代的方法。為此，在第 一計算步驟150中利用空氣溫度傳感器16來檢測吸入空氣溫度TIA，并將其傳輸至第一計 算模塊160。此外，根據(jù)一種函數(shù)在程序模塊170求得校正值，并將其傳輸至第二計算單元 180，所述函數(shù)的參數(shù)有燃料儲存器中的燃料壓力PFU和流經(jīng)輸入管道6的燃料流量VFF。 另外，根據(jù)冷卻水溫度TCO在程序模塊190檢測校正值，并將其傳輸至第二計算模塊180。 此外，根據(jù)行駛速度VS在程序模塊200檢測校正值，并將其傳輸至第二計算單元180。另外，借助于料位傳感器13來求得燃料罐5的料位FTL。借助罐5的料位FTL在 程序模塊210求得燃料溫度改變的最大或最小的梯度。最大或最小的梯度被傳輸至第三計 算模塊220。第二計算單元180由所輸送的校正值求得被輸送給計算模塊220的另一校正值WK。第三計算模塊220求得燃料溫度改變的梯度邊界，并將其傳輸至另一計算模塊160。 計算模塊160由吸入空氣溫度TIA、考慮到了冷啟動或熱啟動的且由計算模塊230提供的另 一參數(shù)、由計算模塊220提供的梯度邊界值，求得輸入管道6中的燃料溫度TFU?；谳斎牍艿?中的所求得的燃料溫度TFU，利用圖5中所示的計算模型，可以算 得燃料儲存器8中的溫度TFU_RAIL和在噴射閥9的泄漏流中的溫度TFU_INJ_LEAK。為此 將燃料溫度TFU作為基值提供給第一計算模塊300和第二計算模塊310。此外，將與冷卻水 溫度TCO相關(guān)的第一校正值320、與燃料儲存器8中的燃料壓力相關(guān)的第二校正值330、與 吸入空氣溫度TIA相關(guān)的第三校正值、與車輛速度VS相關(guān)的第四校正值350、與流經(jīng)燃料儲 存器8的燃料流相關(guān)的第五校正值，提供給第一計算模塊300。這些校正值借助于公式和/ 或表格和/或特性曲線簇來求得。第一計算模塊300將所輸送的校正值與輸入管道6中的 燃料溫度TFU相加，并通過這種方式求得燃料儲存器8中的燃料溫度TFU_RAIL。另外，將與冷卻水溫度TCO相關(guān)的第十校正值420、與燃料儲存器中的燃料壓力 PFU相關(guān)的第i^一校正值430、與吸入空氣溫度TIA相關(guān)的第十二校正值440、與車輛速度 VS相關(guān)的第十三校正值450、與流經(jīng)噴射閥9的燃料流量相關(guān)的第十四校正值460，提供給 第二計算模塊310。在求取這些校正值時，使用表格和/或特性曲線簇和/或曲線圖。與第 一至第五校正值相比，第十至第15校正值的特性曲線簇、曲線圖和公式可以有所不同。第 二計算模塊310將泵7之前的燃料溫度TFU的校正值相加，由此求得在噴射閥9的泄漏管 路21內(nèi)的泄漏流中的燃料溫度。采用該方法還可以求得在輸入管道6中的溫度、燃料儲存器8中的溫度和在噴射 閥9的泄漏流中的溫度，而無需使用燃料溫度傳感器。試驗表明，為了達(dá)到+-10°C的精度，需要求取E-模量的精度在燃料壓力處于1800 巴范圍內(nèi)時為+-2. 5%，在燃料壓力處于200巴范圍內(nèi)時為+-6. 7%。用于校正計算的公式、特性曲線簇和/或曲線圖借助于物理模型或者根據(jù)經(jīng)驗來確定。
權(quán)利要求
1.一種用于求取噴射系統(tǒng)中的燃料溫度的方法，其中借助于測得的參數(shù)來確定燃料 的E-模量，其中借助于E-模量來確定燃料溫度。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中計算燃料儲存器中的燃料的E-模量，其中在計算 E-模量時，考慮燃料儲存器中的壓力變化、燃料儲存器的容積和流到燃料儲存器中的燃料 流或從燃料儲存器中流出的燃料流。
3.如權(quán)利要求1或2中任一項所述的方法，其中利用E-模量，借助于曲線圖來確定燃 料溫度。
4.如權(quán)利要求2或3中任一項所述的方法，其中利用燃料儲存器中的燃料溫度，借助 于至少一個校正值來求取前置泵之前的燃料溫度。
5.如權(quán)利要求2或3中任一項所述的方法，其中利用燃料儲存器中的燃料溫度，借助 于至少一個校正值來計算在噴射閥的泄漏流中的燃料溫度。
6.如權(quán)利要求4或5中任一項所述的方法，其中至少一個校正值與至少一個如下參數(shù) 相關(guān)地使用冷卻水溫度、燃料儲存器中的燃料壓力、吸入空氣溫度、車輛速度、流到燃料儲 存器中的燃料流和/或從燃料儲存器中流出的燃料流。
7.一種用于確定內(nèi)燃機(jī)噴射系統(tǒng)前置泵之前的燃料溫度的方法，其中求得吸入空氣 溫度和噴射系統(tǒng)中的燃料壓力，其中根據(jù)燃料壓力和吸入空氣溫度來求得燃料溫度。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中考慮與內(nèi)燃機(jī)的冷啟動或者熱啟動相關(guān)的參數(shù)。
9.如權(quán)利要求7或8中任一項所述的方法，其中考慮燃料儲存器中的壓力。
10.如權(quán)利要求7至9中任一項所述的方法，其中至少一個用于求取燃料溫度的校正 值與至少一個如下參數(shù)相關(guān)，具有燃料罐的料位、車輛速度、流經(jīng)燃料儲存器的燃料流和 冷卻水溫度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于求取內(nèi)燃機(jī)噴射系統(tǒng)中的燃料溫度的方法，其中借助于測得的參數(shù)來確定燃料的E-模量，其中借助于E-模量來確定燃料溫度。本發(fā)明還涉及一種用于確定內(nèi)燃機(jī)噴射系統(tǒng)前置泵之前的燃料溫度的方法，其中求得吸入空氣溫度和噴射系統(tǒng)中的燃料壓力，其中根據(jù)燃料壓力和吸入空氣溫度來求得燃料溫度。
文檔編號G01K11/00GK102077068SQ200980124363
公開日2011年5月25日 申請日期2009年6月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月3日
發(fā)明者黎暉 申請人:歐陸汽車有限責(zé)任公司