用于确定燃料喷射器的关闭时刻的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于确定具有压电致动器和阀针的燃料喷射器的关闭时刻(tS)的方法，其中，为了关闭燃料喷射器的阀针，压电致动器的放电被实施；其中，一个表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)在压电致动器处被探测；其中，在放电结束之前，该放电被中断一个时间间隔(∆t)；和其中，由在时间间隔(∆t)期间第一参量(U)的曲线确定关闭时刻(tS)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种用于确定具有压电致动器和阀针的燃料喷射器的关闭时刻的方法。现有技术燃料喷射器被用于将燃料喷射到内燃机中。压电燃料喷射器由一个阀元件组成，其借助于阀针被关闭。压电致动器用于控制阀针。通过施加电压到压电致动器上，压电致动器被充电并且由此使阀针打开。如果压电致动器被放电，则阀针又关闭。压电致动器的纵向膨胀影响在致动器电压和充电之间的关系。这个关系可以如此简化地描述，即，在给定的电压下，随着增大的纵向膨胀，压电致动器接收增大的充电。由此得出，压电致动器的膨胀速度或者在恒定的电压下影响致动器电流或者在恒定的致动器电流下影响电压的梯度。在理论上由此可以由在每个时刻的压电致动器的电压和充电计算出压电致动器的瞬时的升程以及瞬时的力。但是在实际中产生明显的限制。对压电致动器的正确的模拟包含非线性的磁滞模型并且压电致动器具有分散的范例特性，尤其是也关于这些磁滞特性。此外电流和电压的信号由于寄生效应始终被干扰信号叠加，其可以导致在计算升程中的误差。在实际中因此有利的是，要局限于检测在致动器运动曲线中的重要的点，尤其是突然的速度改变。如果压电致动器被用于直接地操作燃料喷射器的喷嘴阀针，那么如此检测的时刻可以推断出在喷射曲线中的特征性时刻，例如喷射结束或者说达到升程止挡的关闭时刻，或喷射开始或者说打开时刻。为了可靠的检测，此外有利的是，两个电参量，即电流和/或电压，中的至少一个在检测时间段期间保持恒定。如果保持致动器电流恒定，那么在电压的梯度和膨胀速度之间存在最大程度上线性的关系，其中，传输因子在这种情况下是负的并且在电压的梯度上被叠加一个取决于恒定的致动器电流的偏置量。因此在这种情况下膨胀速度的突然的改变反映出电压的梯度的快速改变，即例如电压时间曲线的快速的弯折。这种方法可以用于识别升程止挡时刻，因为阀针的打开通过对压电致动器的充电被触发，升程止挡通常在接着充电过程之后达到并且致动器电流在充电过程结束之后反正恒定地位于零值。在阀针还在打开期间，压电致动器也继续膨胀和致动器电压下降。一旦阀针达到升程止挡，电压下降也结束并且电压或者保持恒定或者甚至又稍微升高，只要阀针碰撞在升程止挡上。如果致动器电压保持恒定，那么在致动器电流和压电致动器的膨胀速度之间在最大程度上存在一种比例性。因此在这种情况下膨胀速度的突然的改变反映致动器电流的快速的改变。在具有直接的阀针控制机构的燃料喷射器中，这种方法可以用于确定阀针的关闭时刻，因为阀针的关闭通过压电致动器的主动的放电被触发并且这个关闭时刻因此跟随放电过程。只要阀针关闭，致动器也具有负的速度并且流动一个负的致动器电流。如果阀针达到阀座和在那里被制动，那么致动器的膨胀速度也返回到零并且负的致动器电流崩溃。在致动器电流中的这个重要的特征可以被检测和所属的时刻可以被用作关闭时刻的值。但是，如果阀针如此快速地关闭，即关闭时刻还位于放电过程结束之前，那么阀针的关闭时刻的可靠的识别不起作用。在放电期间尽管理论上致动器电流恒定地预先设定，但是在使用非常高频地时钟脉冲控制的末端级下它被调节到这个预定值上。由此不仅致动器电压信号而且电流信号包含值得一提的、非常高频的分量以及高比例的寄生的干扰分量，它们阻碍从致动器电压中有意义地检测出关闭时刻(尽管其在理论上一定是可能的)。由DE102011075733A1已知一种用于运行喷射阀的方法，其中，关闭时刻的识别被改善，其方式是将干扰信号从被探测的信号中消除。因此值得期望的是，给出一种可能性，当关闭时刻位于压电致动器的放电过程的结束之前时也能够实现压电燃料喷射器的阀针的关闭时刻的可靠的确定。本专利技术的公开按照本专利技术建议一种具有权利要求1的特征的用于确定燃料喷射器的关闭时刻的方法。有利的设计方案是从属权利要求以及下面的说明书的内容。本专利技术的优点按照本专利技术的方法适合用于确定具有压电致动器和阀针的燃料喷射器的关闭时刻。在此，为了关闭燃料喷射器的阀针，压电致动器的放电被实施和在此表征压电致动器的膨胀（伸展）的参量在压电致动器处被探测。在放电结束之前，该放电被中断一个时间间隔并且在此由表征压电致动器的膨胀的参量的（变化）曲线在时间间隔期间确定关闭时刻。以这种方式提供一种可能性，当关闭时刻位于放电过程的结束之前时也可靠地识别在具有压电致动器的燃料喷射器中的阀针的关闭时刻，因为对被探测的参量的可能的干扰影响通过中断压电致动器的放电过程被避免或者至少在非常大的程度上被减小。此外用于这种燃料喷射器的设计可能性被扩展，因为不必再注意，关闭时刻如此远地位于放电过程的结束之后，即实现按照现有技术的可靠的识别。另一个优点是，为了实施按照本专利技术的方法不需要附加的资源，尤其是在功率电子装置中，例如在控制器中，通过该控制器燃料喷射器被控制，因为仅仅实施一种改变的控制特性。此外甚至可以通过控制的末端级回收比在按照现有技术的方法中更多的能量，由此部件的负载被减小。最好为压电致动器的电流，尤其是放电电流，在时间间隔期间预先设定一个恒定的值，尤其是零。如果致动器电流保持恒定，那么在电压的梯度和致动器的膨胀速度之间存在一个在最大程度上线性的关系。在时间间隔期间具有零值的恒定的致动器电流可以以简单的方式实现，因为这个状态例如可以通过封锁控制器末端级的全部功率电子开关来建立。有利地，表征压电致动器的膨胀的参量，其在压电致动器处被探测，是电参量。有利地，表征压电致动器的膨胀的参量，其在压电致动器处被探测，是电压并且尤其地关闭时刻由在电压的曲线中的特征性特征确定。膨胀速度的突然的改变因此反映电压的梯度的快速的改变，即例如电压时间曲线的快速的弯折。有利的是，当在一个预先设定的持续时间之后和/或当表征压电致动器的膨胀的参量达到一个阈值时，放电被中断。以这种方式可以保证，放电不被过早地中断，也就是说，当阀针还过宽地打开时，和由此被不必要地中断。合适的持续时间和/或阈值在此情况下例如可以通过计算、模拟和/或试验运行进行确定。最好依据在燃料喷射器中施加的燃料压力预先设定或改变阈值。这实现依据在燃料喷射器中施加的压力对放电的尤其是在时间上更有针对性的中断，因为关闭过程，尤其是它的速度取决于压力。有利地，在放电结束之前将放电中断至少另一个时间间隔。由此放电过程整体上被多次地中断，由此用于相应的中断的各个时间间隔可以更短地中断。有利的是，燃料喷射器被设置用于将燃料从高压蓄能器喷射到内燃机中。如已经在开头解释的，尤其是在具有高压蓄能器，即所谓的共轨系统，的内燃机中，尽可能精确地识别关闭时刻和由此识别喷射结束是值得期待的。由此例如可以优化内燃机的功率和减少有害物质的排放。一种按照本专利技术的计算单元，例如机动车的控制器，尤其以编程技术的方式，被设置用于实施按照本专利技术的方法。该方法以软件的形式的实施也是有利的，因为这产生特别少的费用，尤其是当执行的控制器还被用于另外的任务并且因此反正是存在的时候。用于提供计算机程序的合适的数据载体尤其是软盘、硬盘、闪存、EEPROM，CD-ROM，DVD，等等。通过计算机网络（互联网，内联网等等）下载程序也是可能的。本专利技术的其它的优点和设计方案由说明书和附图得到。显然，上述的和以下还要解释的特征不仅可以在相应给出的组合中使用，而且可以在其它的组合中或单独地使用，而不偏离本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于确定具有压电致动器(110)和阀针(130)的燃料喷射器(100)的关闭时刻(ts)的方法，其中，为了关闭燃料喷射器(100)的阀针(130)，实施对压电致动器(110)的放电；其中，在压电致动器(110)处探测表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)；其中，在所述放电结束之前，将所述放电中断一个时间间隔(∆t)；和其中，由在所述时间间隔(∆t)期间表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)的曲线确定关闭时刻(ts)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.16 DE 102014209326.01.用于确定具有压电致动器(110)和阀针(130)的燃料喷射器(100)的关闭时刻(ts)的方法，其中，为了关闭燃料喷射器(100)的阀针(130)，实施对压电致动器(110)的放电；其中，在压电致动器(110)处探测表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)；其中，在所述放电结束之前，将所述放电中断一个时间间隔(∆t)；和其中，由在所述时间间隔(∆t)期间表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)的曲线确定关闭时刻(ts)。2.根据权利要求1所述的方法，其中，预先设定一个恒定的值，用于在所述时间间隔(∆t)期间压电致动器(110)的放电电流(I)。3.根据权利要求2所述的方法，其中，放电电流(I)的所述恒定的值在所述时间间隔(∆t)期间等于零。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，表征压电致动器(110)的膨胀的参量(U)包括电压(U)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由在表征压电致动...

【专利技术属性】
技术研发人员：H拉普，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE