[发明专利]用于求取直接被驱动的压电喷射器的喷嘴阀针上的力比例的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于求取直接被驱动的压电喷射器的喷嘴阀针上的力比例的方法。

背景技术

新一代的燃料喷射系统通常根据共轨原理来工作并且经常包括以压电的方式来运行的喷射器。在此，在相应的内燃机的每个燃烧室上设置了一个或者多个这样的压电喷射器，所述压电喷射器可以有针对性地打开并且关闭。在喷射器打开时，燃料到达燃烧室的内部并且在那里燃烧。不仅从燃烧技术的观点看、从排气技术的观点看而且出于舒适性原因，都需要尽可能精确地确定相应所喷入的燃料量。

从WO 2009/010374 A1中已经公开了用于生成用于燃料喷射器的喷射脉冲的电的控制信号的一种方法和一种装置。这种电的控制信号操纵压电的致动器，用于将预先给定的燃料量喷射到内燃机的气缸中。借助于所述电的控制信号的曲线变化，尤其根据轨压、所述燃料喷射器的升程位移和/或张开持续时间来调整所述燃料喷射器的喷射速率。对于至少一种有待喷射的部分燃料量来说，所述电的控制信号的曲线关于至少一种脉冲边沿和/或一种幅度能够自由地成型。所述喷射脉冲的成型如此构成，从而在不取决于所述电的控制信号的曲线的情况下将预先给定的有待喷入的燃料量保持恒定。

在进行燃料的速率曲线成型时，重要的是，以窄小的公差来遵守由所述内燃机为形成混合气而要求的喷射量，用于以所期望的方式来影响相应的机动车的有害物质排放和燃料消耗。

在速率曲线成型时，一个重要的观点是所谓的部分升程运行。在此将所述喷嘴阀针保持在喷嘴座（喷射阀关闭）与最终升程位置（喷射阀最大程度打开）之间的中间位置中，用于影响流经喷嘴的燃料流量并且由此影响混合气形成。

在实际上有一个问题在于，精确地设定并且达到所提到的部分升程，从而作为流经所述喷嘴的取决于喷嘴阀针升程的燃料流量的积分可以保证由所述内燃机所要求的喷射量。这种问题建立在以下情况的基础上，即在部分升程运行中所述喷射器的构件公差以及不同的环境条件（压力、温度）在内燃机中的喷射器运行时由于所述喷嘴的关于阀针升程绘出的流量特性曲线的陡度而逐渐比在所述喷射器的全升程运行时的情况更为强烈地产生影响。

在内燃机中，主要对内燃机上的速率曲线成型的优点及其对废气排放的影响进行研究，在所述内燃机中借助于外部的传感器对缸压、不同的温度进行监控并且也部分地对阀针升程进行监控。这样的传感器的使用成本巨大并且因此出于成本原因不应该在机动车上进行。

发明内容

本发明的任务是，说明一种用于求取作用于直接被驱动的压电喷射器的喷嘴阀针的力的方法。

该任务通过一种具有在权利要求1中所说明的特征的方法得到解决。本发明的有利的设计方案和改进方案在从属权利要求中得到说明。

按照本发明，提供一种用于求取作用于直接被驱动的压电喷射器的喷嘴阀针的力的方法，其中在打开过程中并且在部分升程运行中借助于充电过程在驱动所述喷嘴阀针的压电致动器上形成电压，并且其中在充电过程结束之后重复地测量加载在所述压电致动器上的电压，从彼此先后相随的电压测量值中求得电压梯度，并且从所述电压梯度中推断出作用于所述喷嘴阀针的力。

所求得的关于作用于喷嘴阀针的力的信息可以以有利的方式用于推断出所述喷嘴阀针的升程。对所述喷嘴阀针的升程的了解又允许求得流经所述压电喷射器的燃料流量。最后可以从所述燃料流量中通过求积分来求得所喷入的燃料量。这又允许精确地设定部分升程运行，用于在工作循环结束时作为流经所述喷嘴的取决于喷嘴阀针升程的燃料量的积分来保证由所述内燃机所要求的喷射量，尽管在这种运行模式中所述喷射器中的构件公差以及不同的环境条件在所述内燃机中的喷射器运行时由于所述喷嘴的关于阀针升程绘出的流量特性曲线的陡度逐渐比在全升程运行时更为强烈地产生影响。

附图说明

本发明的其它有利的特性从下面借助于附图对其作的解释中获得。附图示出如下：

图1是用于对压电喷射器的构造进行解释的草图，其中可以使用按本发明的方法；并且

图2是用于对加载在压电致动器上的电压、加载在压电致动器上的力、所产生的阀针升程与从中产生的喷射速率之间的关联进行解释的图表。

具体实施方式

图1示出了用于对压电喷射器的构造进行解释的草图，其中可以使用按本发明的方法。所示出的压电喷射器具有压电致动器1、顶销2、杠杆壳体3、钟形罩4、杠杆5、中间垫片6、喷嘴阀针弹簧7、喷嘴阀针8以及喷嘴本体9。