JP6663645B2 - Method and apparatus for operating a feed pump - Google Patents
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Description
本発明は、電磁コイルと可動子とを有するフィードポンプを運転するための方法であって、前記フィードポンプが調量ユニットの構成部分であり、前記調量ユニットによって、内燃機関の排気ガス後処理システム内において、窒素酸化物を還元させるための液体が排気ガスの流れ方向で見て前記排気ガス後処理システムの触媒構造群の前で、噴射ユニットを介して排気ガス流に調量噴射される方法に関する。 The invention relates to a method for operating a feed pump having an electromagnetic coil and a mover, said feed pump being a component of a metering unit, by means of which the exhaust gas aftertreatment of an internal combustion engine is performed. In the system, a liquid for reducing nitrogen oxides is metered into the exhaust gas stream via an injection unit in front of the catalyst structure group of the exhaust gas aftertreatment system as viewed in the flow direction of the exhaust gas. About the method.
本発明はさらに、本発明による方法を実施するための装置、特に制御ユニットに関する。 The invention further relates to a device for implementing the method according to the invention, in particular a control unit.
今日の排ガス規制法を満たすために、小型ディーゼル分野では主に窒素酸化物吸蔵型触媒(NSC)が使用される。窒素酸化物吸蔵型触媒によって、排ガス管路内で窒素酸化物(NO,NO2)を還元させることができる。このために、窒素酸化物は、まず触媒内に貯蔵される。触媒の貯蔵容量が一杯になると、エンジン制御装置によって過濃な排気ガス混合気が調節される。この際に、触媒内に中間貯蔵された窒素酸化物は窒素に還元される。 In order to meet today's exhaust gas regulations, small nitrogen oxides mainly use nitrogen oxide storage catalysts (NSC). The nitrogen oxides (NO, NO 2 ) can be reduced in the exhaust gas line by the nitrogen oxide storage catalyst. For this purpose, the nitrogen oxides are first stored in the catalyst. When the storage capacity of the catalyst becomes full, the rich exhaust gas mixture is adjusted by the engine control device. At this time, the nitrogen oxides intermediately stored in the catalyst are reduced to nitrogen.
この方法は、低いまたは平均的な負荷範囲、例えば温度範囲において良好に機能する。将来的な排ガス規制法を順守するために、さらに、高負荷範囲の限界値を監視する必要がある。 This method works well in low or average load ranges, for example in the temperature range. In order to comply with future emissions regulations, it is necessary to monitor the limits of the high-load range.
窒素酸化物吸蔵型触媒(NSC)が高負荷運転時および高温時においても窒素酸化物を還元させるために、窒素酸化物吸蔵型触媒はいわゆるDiAirモードで運転されなければならない。DiAirは、“Diesel NOx Aftertreatment by Adsorbed Intermediate Reductants”(吸蔵された還元性中間体によるディーゼルNOx後処理)を表わしている。この場合、炭化水素(Hydro Carbons)が、窒素酸化物吸蔵型触媒の前で調量噴射され、これは、HCI(Hydro Carbons Injection「炭化水素噴射」)と呼ばれている。このために、通常は追加のディーゼル燃料が排気ガス管路内に調量噴射される。 In order for the nitrogen oxide storage catalyst (NSC) to reduce nitrogen oxides even at a high load operation and at a high temperature, the nitrogen oxide storage catalyst must be operated in a so-called DiAir mode. DiAir represents a "Di esel NOx Aftertreatment by A dsorbed I ntermediate R eductants" ( Diesel NOx aftertreatment with occluded reducing intermediate). In this case, hydrocarbons (Hydro Carbons) are metered and injected before the nitrogen oxide storage catalyst, which is called HCI (Hydro Carbons Injection "hydrocarbon injection"). For this purpose, additional diesel fuel is usually metered into the exhaust line.
このために、特殊なDiAir調量システムが必要であり、これは以下の構造群、
主に調量弁と冷却体とからなる噴射ユニットと、
主に圧縮行程(例えばフィードポンプ)と圧力センサとから成る調量ユニットと、
例えばハードウエアおよび/またはソフトウエアとしてエンジン制御装置内で実行する制御ユニットと、
から成っている。
For this, a special DiAir metering system is required, which consists of the following groups of structures:
An injection unit mainly comprising a metering valve and a cooling body,
A metering unit mainly consisting of a compression stroke (eg a feed pump) and a pressure sensor;
A control unit executing within the engine control as, for example, hardware and / or software;
Consists of
排気ガスに関る構成要素若しくは部分システムとして、DiAir構成要素は、排ガス規制法によって極めて厳しい要求が課せられる。オンボード診断(OBD)の範囲内で、すべての部分構成要素は、その正しい機能および誤機能が監視される。 As exhaust gas components or subsystems, DiAir components are subject to very strict requirements by the Emission Control Law. Within on-board diagnostics (OBD), all sub-components are monitored for their correct and incorrect function.
DiAir調量システムにおいては、調量ユニットの圧縮行程中のフィードポンプの監視が極めて重要である。フィードポンプは一般的に往復ピストンポンプとして構成されており、この場合、電磁コイルの制御によって可動子が移動せしめられ、この可動子がダイヤフラムを介して液体を送り、噴射のために必要な圧力を形成する。この場合、特に可動子の運動を監視することが重要である。 In a DiAir metering system, monitoring the feed pump during the compression stroke of the metering unit is very important. The feed pump is generally configured as a reciprocating piston pump. In this case, a mover is moved by the control of an electromagnetic coil, and the mover sends a liquid through a diaphragm to generate a pressure required for injection. Form. In this case, it is particularly important to monitor the movement of the mover.
特許文献1には、電磁弁可動子の機械的運動をコントロールするための方法および装置について記載されており、電磁弁可動子の操作のために電磁コイルが設けられており、この場合、電磁コイルによって運動電流が遮断された後で、電磁弁可動子の運動により生ぜしめられた、電磁コイルにおける、機械的な遮断時点(BOP,EIP)が割り当てられたインダクタンス電圧が監視され、それによって生ぜしめられた信号がそれぞれ、外部のエネルギ源によって、検出可能な信号レベルに増大される。さらに、電磁コイルのインダクタンス電圧が測定コイルにより監視される、ことが記載されている。 Patent Literature 1 describes a method and an apparatus for controlling mechanical movement of a solenoid valve mover. An electromagnetic coil is provided for operating the solenoid valve mover. After the kinetic current is interrupted by the solenoid valve, the inductance voltage assigned to the mechanical interruption point (BOP, EIP) in the electromagnetic coil, which is caused by the movement of the solenoid valve armature, is monitored, thereby producing the inductance voltage. Each of the applied signals is increased to a detectable signal level by an external energy source. It is further described that the inductance voltage of the electromagnetic coil is monitored by a measuring coil.
特許文献2には、特に液体を、燃料に調量噴射するかまたは燃焼時に発生する排気ガスに調量噴射するための液体調量噴射システムについて記載されており、この液体調量噴射システムは、調量噴射しようとする液体を調量液タンクから調量液と混合させようとする媒体に供給するための、電気的に運転可能な調量ポンプ装置と、調量ポンプ装置の運転中に発生する、この調量ポンプ装置の特徴を表わす運転値を検出するための検出装置と、前記運転値を少なくとも1つの基準値と比較し、かつこの比較結果に基づいて調量ポンプ装置の運転状態を決定するための比較/決定装置とを有している。この場合、特に、ポンプを通るコイル電流が評価され、様々な運転状態間の差に関連して、少なくとも1つの基準値と比較される。 Patent Literature 2 describes a liquid metering injection system for metering liquid, in particular, into fuel or metering injection into exhaust gas generated at the time of combustion. An electrically operable metering pump for supplying the liquid to be metered from the metering liquid tank to the medium to be mixed with the metering liquid, and generated during operation of the metering pump. A detecting device for detecting an operating value representing the characteristic of the metering pump device, comparing the operating value with at least one reference value, and determining an operating state of the metering pump device based on the comparison result. And a comparing / determining device for determining. In this case, in particular, the coil current through the pump is evaluated and compared with at least one reference value as a function of the difference between the various operating states.
特許文献3によれば、本質安全直流回路で電磁石を操作するための方法および装置が公知である。この場合、コイル巻線内の実際電流が電磁石の制御後に連続的に測定され、可動子の運動を検知するために評価される。この場合、電磁石のコイル巻線内の実際電流の連続的な電流測定は、弁内の電気的、電子的、機械的または電磁的な機能障害を検出するためにも使用される。 According to DE 199 08 316 A1 a method and a device for operating an electromagnet in an intrinsically safe DC circuit are known. In this case, the actual current in the coil winding is continuously measured after the control of the electromagnet and is evaluated in order to detect the movement of the armature. In this case, a continuous current measurement of the actual current in the coil windings of the electromagnet is also used to detect electrical, electronic, mechanical or electromagnetic malfunctions in the valve.
しかしながら、以上すべての文献のどれにも、フィードポンプの所定の運転を耐用年数に亘って保証する制御運転について開示されてはいない。そこで本発明の課題は、相応の方法を提供することである。 However, none of the above documents disclose a control operation that guarantees a predetermined operation of the feed pump over its useful life. It is an object of the present invention to provide a corresponding method.
さらに本発明の課題は、この方法を実施するための相応の装置を提供することである。 It is a further object of the invention to provide a corresponding device for carrying out the method.
方法に関する前記課題は、請求項1から7の特徴によって解決される。 The object of the method is solved by the features of claims 1 to 7.
本発明によれば、フィードポンプが制御運転され、この際に、制御後の定められた制限時間内で可動子の運動が行われ、このときに発生したコイル電流が所定の電流限界値内にあるかどうかの点検が行われる。これによって、フィードポンプは耐用年数に亘って所定の運転範囲内で駆動されるので、フィードポンプの確実な機能が保証される。フィードポンプは、許容された必要な電流範囲内の電流だけによって運転される。従って、フィードポンプ自体も、また制御のために必要な構成要素、例えばパワースイッチ、出力段等も、過負荷に対して保護され、ひいては早期の故障に対して保護される。 According to the present invention, the feed pump is controlled and operated, and at this time, the movement of the mover is performed within a predetermined time limit after the control, and the coil current generated at this time falls within a predetermined current limit value. A check is made to see if there are any. This guarantees a reliable function of the feed pump, since the feed pump is driven within its operating range over its useful life. The feed pump is operated only with a current within the required required current range. The feed pump itself, as well as the components required for control, such as power switches, output stages, etc., are protected against overload and thus against premature failure.
好適な形式で、フィードポンプの電磁コイルを通って流れるコイル電流が、フィードポンプの制御ユニットを介して読み込まれ、ソフトウエアアルゴリズムによって、可動子の運動開始のための時点(tBMP)および/または可動子停止の時点(tMSP)、並びにそれに対応する可動子の運動開始のための電流値(IBMP)および/または可動子停止のための電流値が(IMSP)決定される。これは、電流変化の時間微分の評価によって行われ、例えば内部整理番号R.348498およびR.346347を有する、まだ公開されていない本出願人による特許出願明細書に記載されている。 In a preferred manner, the coil current flowing through the electromagnetic coil of the feed pump is read via the control unit of the feed pump and, by means of a software algorithm, the time point (t BMP ) for the start of the movement of the armature and / or The point of time when the armature stops (t MSP ) and the corresponding current value for starting the movement of the armature ( IBMP ) and / or the current value for stopping the armature ( IMSP ) are determined. This is done by evaluating the time derivative of the current change, e.g. 348498 and R.I. No. 346347, which is described in an unpublished patent application by the present applicant.
特に好適な方法変化例によれば、引き寄せ段階中に、前記電磁コイルのパルス幅変調制御のアダプションを介して、発生した電流増加の勾配、およびひいては間接的に前記可動子の運動開始および前記可動子停止の時点に影響が及ぼされる。この場合、変動デューティ比によって、固定された電圧実効値が設定される。同時に高い電圧実効値を生ぜしめる大きいPWMデューティ比は、急勾配の電流増加を意味する。相応に低い電圧実効値を生ぜしめる小さいPWMデューティ比は、なだらかな電流増加を意味する。これによって、可動子の運動開始時点も、また可動子停止の時点も、所定の電流特性範囲が維持され、特に許容できない程度の電流値は発生しないことが保証される。 According to a particularly preferred variant of the method, during the pulling phase, via the adaptation of the pulse width modulation control of the electromagnetic coil, the gradient of the current increase generated, and thus indirectly the start of movement of the mover and the movement of the mover The time of child suspension is affected. In this case, a fixed voltage effective value is set by the variable duty ratio. A large PWM duty ratio, which simultaneously produces a high effective voltage value, means a steep current increase. A small PWM duty ratio that produces a correspondingly low effective voltage value means a gradual increase in current. This ensures that the predetermined current characteristic range is maintained both at the start of the movement of the mover and at the time of the stop of the mover, and that particularly unacceptable current values are not generated.
この場合、方法の変化実施例によれば、フィードポンプは、可動子の運動開始(BMP)、およびその際に発生したコイル電流および/または可動子停止の時点(MSP)、およびその際に発生したコイル電流が、最小時点および最大時点、並びに上限および下限の電流限界値によって予め設定された、許容された電流特性変化範囲内にあるように、運転される。 In this case, according to a variant of the method, according to a variant of the feed pump, the movement of the armature starts (BMP) and the coil current generated at that time and / or the time of armature stop (MSP), and The operation is performed such that the set coil current falls within an allowable current characteristic change range preset by the minimum time point and the maximum time point, and the upper and lower current limit values.
同様に好適な変化実施例によれば、制御のために、可動子停止のための目標時点および/または可動子運動の開始のための目標時点、並びにそれに対応する、可動子停止の際の目標電流および/または可動子運動の開始時の目標電流が予め設定され、相応の実際値と比較される。この場合、可動子運動の調節特性が分析され、この際に、妨害の影響、例えばバッテリ電圧の変動、可能な可動子摩擦、ダイヤフラム粘性および温度の影響等が、調節特性に影響を及ぼし、このような形式で補正される。 According to a similarly preferred variant, for the control, the target time for the armature stop and / or the target time for the start of the armature movement and the corresponding target time for the armature stop are obtained. The current and / or the target current at the start of the armature movement are preset and compared with the corresponding actual values. In this case, the adjustment characteristics of the armature movement are analyzed, in which the effects of disturbances, such as fluctuations in the battery voltage, possible armature friction, the effects of diaphragm viscosity and temperature, etc., influence the adjustment characteristics. It is corrected in such a format.
オンボード診断(OBD)に関連した法的な規制を満たすことを考慮して、許容された電流特性変化範囲を外れた場合、フィードポンプ内の故障を推測し、上位のエンジン制御装置内で相応の故障の登録を行うようにすれば、好適である。 In consideration of satisfying the legal regulations related to the on-board diagnosis (OBD), if the current characteristic change range is out of the allowable range, a failure in the feed pump is estimated and a corresponding level is determined in a higher-level engine control device. It is preferable to register the failure.
変化実施例を有する前記方法の好適な使用法によれば、前記方法を調量システムに使用し、この調量システムによって、ディーゼルエンジンとして構成された内燃機関の高負荷運転中に、窒素酸化物を還元させるために、排気ガスの流れ方向で見て窒素酸化物吸蔵型触媒の前で、ディーゼル燃料としての炭化水素が排気ガス通路内に調量噴射され、調量システムが、構造群として、概ね調量弁と冷却体とから成る噴射ユニットと、概ね往復ピストンポンプとして構成されたフィードポンプより成る調量ユニットと、圧力センサと制御ユニットとを有している。この調量システムは、DiAirシステムとしても公知であり、特に窒素酸化物還元のために小型ディーゼル内燃機関、例えばPKW(乗用車)に使用される。DiAirモードにおいては、冒頭に述べたように、特に内燃機関の高負荷運転中に追加的にディーゼル燃料が噴射される。さらに、この燃料噴射は、ディーゼル微粒子フィルタ(DPF)の再生中に、排気ガスの温度を上昇させるためにも使用される。 According to a preferred use of the method, which has a variant embodiment, the method is used in a metering system, by means of which the nitrogen oxides are produced during high-load operation of an internal combustion engine configured as a diesel engine. In order to reduce the amount of hydrocarbons, hydrocarbons as diesel fuel are metered into the exhaust gas passage in front of the nitrogen oxide storage catalyst in the flow direction of the exhaust gas, and the metering system is configured as a structure group, It has an injection unit which consists essentially of a metering valve and a cooling body, a metering unit which consists essentially of a feed pump configured as a reciprocating piston pump, a pressure sensor and a control unit. This metering system is also known as the DiAir system and is used in particular for small diesel internal combustion engines, for example for PKW (passenger cars), for nitrogen oxide reduction. In the DiAir mode, as mentioned at the outset, diesel fuel is additionally injected, especially during high-load operation of the internal combustion engine. Furthermore, this fuel injection is also used to increase the temperature of the exhaust gas during regeneration of the diesel particulate filter (DPF).
基本的に、この方法は、窒素酸化物を還元させるために、アンモニア分解液例えば尿素水溶液が、SCR触媒の前で排気ガス通路内に調量噴射される排気ガス後処理システムにおいても好適な形式で使用される。このようなシステムにおいても、フィードポンプの確実な機能形式が得られる。また、オンボード診断(OBD)に関連した相応の法的規制も、前記方法によって順守することができる。 Basically, this method is also suitable in an exhaust gas aftertreatment system in which an ammonia decomposition liquid, for example, an aqueous urea solution is metered into an exhaust gas passage in front of an SCR catalyst to reduce nitrogen oxides. Used in. Even in such a system, a reliable functional form of the feed pump is obtained. Corresponding legal regulations relating to on-board diagnostics (OBD) can also be complied with by the method.
装置に関する前記課題は、制御ユニットが、前記方法を実施するための装置、特に可動子の運動を点検するための分析ソフトウエア、並びに制御装置およびPWM調節部材を有していることによって、解決される。この場合、少なくとも部分的にソフトウエアに基づいて実施され、制御ユニットは、別個のユニットとして、または上位のエンジン制御装置の一体的な構成部分として構成されていてよい。制御装置およびPWM調節部材によって、発生した電流増加の勾配を介して、可動子運動の開始の時点および可動子停止の時点並びに発生した電流値が影響を受け、それによって電流値が許容された電流特性範囲内に残るように、パルス幅変調制御のアダプションが行われる。 The object of the invention is attained in that the control unit comprises a device for carrying out the method, in particular analysis software for checking the movement of the armature, and a control device and a PWM adjusting member. You. In this case, it is implemented at least in part on software, and the control unit may be configured as a separate unit or as an integral component of a higher-level engine control. By means of the control device and the PWM adjusting member, the time of the start of the armature movement and the time of the armature stop and the generated current value are influenced via the gradient of the generated current increase, whereby the current value is permitted. Adaptation of the pulse width modulation control is performed so as to remain within the characteristic range.
以下に本発明を、図面に示した実施例を用いて詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to embodiments shown in the drawings.
図1は、技術的環境の例が示されており、この技術的環境内で本発明による方法を用いることができる。この場合、図面は、本発明を説明するために必要な構成要素に限定されている。 FIG. 1 shows an example of a technical environment in which the method according to the invention can be used. In this case, the drawings are limited to the components necessary to explain the invention.
図1は、ディーゼルエンジンとして構成された内燃機関1の1例が示されており、この内燃機関1は、エンジンブロック10と排気ガス通路30とから成っていて、この排気ガス通路30内で排気ガス流20がガイドされている。排気ガス通路30は、排気ガス浄化装置を有しており、この排気ガス浄化装置は、図示の実施例では、触媒コーティングされた構成要素として排気ガスの流れ方向に配置されていて、まず窒素酸化物吸蔵型触媒40(NSC)、それからディーゼル微粒子フィルタ50(DPF)とを有している。窒素酸化物吸蔵型触媒40(NSC)の前で排気ガス通路30に噴射ユニット70が設けられており、この噴射ユニット70によって、高負荷運転中の高温において窒素酸化物を還元させるために、炭化水素(HC)が例えば燃料の形で、DiAir段階中に噴射される。さらに、この燃料噴射を、ディーゼル微粒子フィルタ50(DPF)の再生中に排気ガスの温度を高めるために使用してもよい。
FIG. 1 shows an example of an internal combustion engine 1 configured as a diesel engine. The internal combustion engine 1 includes an
噴射ユニット70は、調量ユニット80と共に1つの調量システム60に属しており、この調量システム60は制御ユニット101によって制御される。この制御ユニット101の機能性は、ディーゼルエンジンにおいて一般的であるように、ソフトウエアおよび/またはハードウエアに基づいて、上位のエンジン制御装置100、ECU(Electronic Control Unit)で実行される。
The
PSU−HCI(Power Supply Unit for Hydro Carbon Injection「炭化水素噴射のための電源ユニット」)とも称呼される調量ユニット80に、内燃機関1の燃料噴射のための、図示されていない高圧ポンプの戻し管路からインレット81を介してディーゼル燃料が供給される。アウトレット83を介して、余剰の燃料がタンク90(図2参照)へ戻し案内される。噴射ユニット70は、この噴射ユニット70内に取り付けられた構成要素を排気ガス通路30内の高温に対して保護するために、水冷装置72を有している。
Return of a high-pressure pump (not shown) for fuel injection of the internal combustion engine 1 to a
図2は、調量システム60のさらなる詳細を概略的に示す。調量ユニット80内で、ディーゼル燃料の圧力が、インレット81からフィード経路82を介して往復ピストンポンプ86として構成されたフィードポンプによって噴射圧、典型的には10barに高められる。調量システム60に量的な要求がされると、噴射ユニット70の構成部分である調量弁71が開放される。調量システム60の監視および制御並びに液圧的な診断は、圧力センサ87を介して行われる。ディーゼル燃料の流れ方向で、往復ピストンポンプ86の前後に、それぞれ弁85が設けられており、これらの弁は、逆流若しくは後退を阻止する。リターン装置88によって、リターン経路84内で、例えば漏れによる余剰の燃料が、アウトレット83を介してタンク90内に送られる。
FIG. 2 schematically shows further details of the
往復ピストンポンプ86、圧力センサ87および調量弁71は、制御ユニット101によって制御されるか、若しくはこれらの構成要素から、例えば往復ピストンポンプ86の電磁コイルを通って流れる電流および温度に関するフィードバックを得る。
The
ピーク段階207中に往復ピストンポンプ86内で可動子が確実に引き寄せられるようにし、それによってこの段階中に高いコイル電流201が強い磁力を生ぜしめるようにし、また、ホールド段階208中にエネルギ供給若しくは出力損失を還元させるために、往復ピストンポンプ86は、制御ユニット101によって、いわゆる“Peak & Hold(ピークホールド)”電流特性変化を介して制御される。このような形式の電流特性変化203は、図3の第1の変化特性グラフに概略的に示されている。電磁コイルによるコイル電流201は、時間202に関連して示されている。一般的な形式で、制御はパルス幅変調(PWM)を介して行われる。
Ensure that the armature is drawn in the
図4は、やはり時間202に関連したコイル電流201が示されている第2の変化特性グラフ200で、ピーク段階207およびホールド段階208中における往復ピストンポンプ86の吊り上げ磁石のための規則的な電流変化204を示し、この場合、ストローク毎に所定量の燃料が調量ユニット80のフィード経路82内に送られる。この電流変化から、開始時点209(BMP)および可動子停止210(MSP)の時点を決定することができる。開始時点209(BMP)および可動子停止210(MSP)を決定するための相応のアルゴリズムが、内部整理番号R.348498およびR.346347を有する、特に本特許出願人によるまだ公開されていない特許出願明細書に記載されている。
FIG. 4 is a
実際には、ハードウエアの制約に基づいて、設定された運転範囲を有する構成要素同士の協働作業は制限されている。従って、ポンプの確実な運転のための、つまり可動子を引き寄せるために必要なコイル電流201は、すべての運転範囲内では提供されないか、または制御のために使用された出力段を保護のために早期に遮断する。 In practice, cooperation between components having a set operating range is limited due to hardware constraints. Thus, the coil current 201 required for reliable operation of the pump, i.e. for attracting the armature, is not provided in the entire operating range or to protect the output stage used for control for protection. Cut off early.
図4には、さらに例として、PWM1−電流変化205が示されており、このPWM1−電流変化205においては、開始時点209(BMP)または可動子停止210(MSP)は省かれている。何故ならば、磁力は、可動子ストロークのために十分に高くないからである。これは、例えば熱いコイルにおいてそうである。熱いコイルは、高い電気抵抗に基づいて、下限の電流限界値212Iminを下回る小さい電流しか許容せず、従って小さい引き寄せ力しか発生しない。
FIG. 4 further shows, by way of example, a PWM1-
図4にさらに図示されたPWM2−電流変化206は、例えば出力段限界若しくは遮断若しくは飽和に達し、開始時点209(BMP)および、可動子停止210(MSP)の時点が、上限の電流限界値211Imaxの上の電流変化にある状態を示す。これは、例えば電磁コイルが常温であり、従って小さい電気抵抗を有している場合である。その結果、比較的高い電流が発生し、それによって出力段限界に達する。図4に示されているように、開始時点209(BMP)の位置および可動子停止210(MSP)の時点は、電流−時間グラフ内にずれる。
The PWM2-
ポンプの所定の運転を耐用年数に亘って保証するために、本発明による方法は、フィードポンプの、DiAirシステムで制御された運転を前提とする。この機能によって、可動子運動が定められた時間内で実施され、かつ発生したコイル電流201が、確実な運転のために必要な許容された電流−時間範囲内にあることが保証される。 In order to guarantee a predetermined operation of the pump over its service life, the method according to the invention presupposes a DiAir system-controlled operation of the feed pump. This function ensures that the armature movement is performed within a defined time and that the generated coil current 201 is within the allowed current-time range required for reliable operation.
図5は、第3の変化特性グラフ200で、許容された電流特性変化範囲215を示し、この電流特性変化範囲215は、上限の電流限界値211Imaxと下限の電流限界値212Iminとの間のコイル電流201に関連して、かつ最大時点214tmaxと最小時点213tminとの間の許容された時間ウインドに関連して規定されている。開始時点209(BMP)およびこれに対応する電流値の位置を有する電流特性変化203、並びに可動子停止210(MSP)およびこれに対応する電流値のための時点は、制御頻度の増大(PWM+)または制御頻度の減少(PWM−)時に、この許容された電流特性変化範囲215内で移動することができる。この範囲から外れると、故障が発生する原因となる。
FIG. 5 shows, in the third change
図6のブロック図300に概略的に示されているように、吊り上げ磁石のコイル電流201が測定装置315を介して読み込まれ、ソフトウエアに提供される。これは例えば、制御ユニット101内に設けられた測定分流器によって行われる。実際時点MSP305tMSPおよび/または実際時点BMP307tBMP並びにこれに対応する実際電流MSP306IMSPおよび/または実際電流BMP308IBMPは、ソフトウエアアルゴリズムを介してコイル電流201により決定され、この場合、評価法は、内部整理番号R.348498およびR.346347を有する本特許出願人の前記明細書に記載された評価法を用いることができる。
As schematically shown in the block diagram 300 of FIG. 6, the
閉ループ制御回路によって、所望の目標時点MSP301tMSPおよび/または目標時点BMP303tBMP並びにこれに対応する目標電流MSP302IMSPおよび/または目標電流BMP304IBMPが、特性マップユニット309によって設けられ、この場合、実際値の時間および電流値は、減算器310内で相応の目標値から差し引かれ、差分が制御装置311に供給される。
By means of the closed-loop control circuit, the desired target time MSP301t MSP and / or the target time BMP303t BMP and the corresponding target current MSP302I MSP and / or target current BMP304I BMP are provided by the
PWM調節部材312内で実行される、引き寄せ段階中のパルス幅変調制御のアダプションを介して、発生した電流増加の勾配に影響を及ぼし、それによって間接的に、可動子の開始時点209(BMP)および可動子停止210(MSP)のための時点が予め設定される。この場合、変動デューティ比によって、例えば12Vの固定された電圧実効値が設定される。同時に高い電圧実効値を生ぜしめる大きいPWMデューティ比は、急勾配の電流増加を意味する。相応に低い電圧実効値を生ぜしめる小さいPWMデューティ比は、なだらかな電流増加を意味する。
Through the adaptation of the pulse width modulation control during the pulling phase performed in the
演算ユニット313で、可動子運動の調節特性が分析され、この際に、妨害の影響314、例えばバッテリ電圧の変動、可能な可動子摩擦、ダイヤフラム粘性および温度の影響等によって、調節特性は影響を受ける。これらの妨害の影響314は、制御によって補正され得る。
In the
1 内燃機関
10 エンジンブロック
20 排気ガス流
30 排気ガス通路
40 窒素酸化物吸蔵型触媒
50 ディーゼル微粒子フィルタ
60 調量システム
70 噴射ユニット
71 調量弁
72 水冷装置
80 調量ユニット
81 インレット
82 フィード経路
83 アウトレット
84 リターン経路
85 弁
86 往復ピストンポンプ
87 圧力センサ
88 リターン装置
90 タンク
100 エンジン制御装置
101 制御ユニット
200 変化特性グラフ
201 コイル電流
202 時間
203 電流特性変化
204 電流変化
205 PMW1−電流変化
206 PWM2−電流変化
207 ピーク段階
208 ホールド段階
209 開始時点(BMP)
210 可動子停止(MSP)
211 上限の電流限界値
212 下限の電流限界値
213 最小時点
214 最大時点
215 電流特性変化範囲
300 ブロック図
301 目標時点MSP
302 目標電流MSP
303 目標時点BMP
304 目標電流BMP
305 実際時点MSP
306 実際電流MSP
307 実際時点BMP
308 実際電流BMP
309 特性マップユニット
311 制御装置
312 PWM調節部材
313 演算ユニット
314 妨害の影響
315 測定装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
210 Mover stop (MSP)
211 Upper limit
302 Target current MSP
303 Target BMP
304 Target current BMP
305 Actual MSP
306 Actual current MSP
307 Actual BMP
308 Actual current BMP
309
Claims (7)
前記フィードポンプが制御運転され、この際に、制御後の定められた制限時間内で可動子の運動が行われ、このときに発生したコイル電流(201)が所定の電流限界値内にあるかどうかを点検するものであり、
前記可動子の引き寄せ段階において、前記電磁コイルのパルス幅変調制御のアダプションを介して、発生した電流増加の勾配に影響を及ぼすことによって、前記可動子の運動開始および前記可動子停止の時点が設定され、
前記液体は、内燃機関(1)の燃料噴射のための高圧ポンプの戻し管路から前記調量ユニット(80)に供給されることを特徴とする、フィードポンプを運転するための方法。 A method for operating a feed pump having an electromagnetic coil and a mover, said feed pump being a component of a metering unit (80), wherein said metering unit (80) is used to operate an internal combustion engine (1). In the exhaust gas aftertreatment system of the present invention, a liquid for reducing nitrogen oxides is injected into the exhaust gas stream (20) in front of the catalyst structure group of the exhaust gas aftertreatment system as viewed in the flow direction of the exhaust gas. In a metered injection via unit (70),
The feed pump is controlled and operated. At this time, the movement of the mover is performed within a predetermined time limit after the control, and the coil current (201) generated at this time is within a predetermined current limit value. is intended to check whether,
In the step of attracting the mover, the start of movement of the mover and the stop time of the mover are set by affecting the gradient of the generated current increase through the adaptation of the pulse width modulation control of the electromagnetic coil. And
A method for operating a feed pump, characterized in that the liquid is supplied to the metering unit (80) from a return line of a high-pressure pump for fuel injection of an internal combustion engine (1).
前記制御ユニット(101)が、請求項1から6のいずれか1項に記載の方法を実施するための装置である、前記可動子の運動を点検するための分析ソフトウエア、並びに制御装置(311)およびPWM調節部材(312)を有していることを特徴とする、フィードポンプを運転するための装置。 A control unit (101) which is a device for operating a feed pump, which is a component of a metering unit (80), configured as a reciprocating piston pump (86) having an electromagnetic coil and a mover, In the exhaust gas aftertreatment system of the internal combustion engine (1), the liquid for reducing the nitrogen oxides is viewed in the exhaust gas flow direction by the metering unit (80) in the exhaust gas aftertreatment system. In the form of metering into the exhaust gas stream (20) via an injection unit (70) before the element,
Analysis software for checking the movement of the armature, wherein the control unit (101) is a device for performing the method according to any one of claims 1 to 6 , and a control device (311). ) And a PWM adjusting member (312).
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