[发明专利]使内燃发动机的燃料喷射装置运行的方法

说明书

技术背景

本发明首先涉及一种用于使内燃发动机的燃料喷射装置运行的方法，在此方法中一个压电致动器与燃料喷射装置的一个阀门元件耦联，其中阀门元件有一种压力级。本发明还涉及一种计算机程序、一种用于内燃发动机的控制和/或调节装置的电存储介质和用于内燃发动机的一种控制和/或调节装置。

由EP1172541A1已知了开头所述类型的方法。在那里所述的燃料喷射装置里设有一个针阀状的阀门元件，该针阀可以液压地通过一个控制腔里的压力来打开或关闭。控制腔里的压力又受到一个分配阀的影响，后者通过一个液压耦合器与一个压电致动器耦联。

由市场还已知有一个燃料喷射装置，在此装置中阀门元件可以直接地，也就是中间不接分配阀，同样也通过一个液压耦合器与压电致动器耦合。在压电致动器充电和放电时或者可以规定出压电致动器的电压变化，或者规定出电流变化，这种变化则导致在充电-或者放电过程结束时一种所希望的电压。在最后所述的情况下规定的电流特性可以附带地通过一个叠加的调压器来标度，因此至少在充电或者放电过程结束时的电压水平通过一个封闭的调节回路来调整设定。

电压梯度然而并不可以调整得任意地高。一方面它受到一个末级的最大电流的限制，用此末级来控制压电致动器，另一方面由于以下事实：在过高的电压梯度时存在着使压电致动器的谐振激发的危险，这可能造成对压电致动器的破坏或者至少造成损坏。

在已知的燃料喷射装置中，用于操纵阀门元件所必需的“电压上升”，也就是在控制压电致动器时起始电压和终止电压这间的差，随着在打开方向上作用于阀门元件上的燃料压力的增加而增加。此时这样来设计燃料喷射装置，使得在高燃料压力时必须尽量使用大部分可供利用的电压上升，以便打开阀门元件。在打开之后阀门元件加速并如此远地运动，直至在阀门元件的反向的压力面上实现力平衡。在高燃料压力时这种平衡点只是在阀门元件完全打开时才达到。

根据所述的比例关系，难于在已知的燃料喷射装置里将很小量的燃料喷入内燃发动机的一个燃烧室里。这种小量的和极小量的喷入首先是在提前喷入(“先导喷入”)时所希望的。

本发明的任务是用一种燃料喷射装置在压电致动器和阀门元件之间采用直接耦联能够喷入尽可能少量地燃料，同时使燃料喷射装置稳定地运行，这也就是说没有振动或谐振问题。

这项任务在开头所述类型的燃料喷射装置中通过如下来解决：将作用于压电致动器上的力的升高解释为阀门元件的事实上的打开(实际喷射开始)和/或将作用于压电致动器上的力的降低解释为阀门元件的事实上的关闭(实际喷射终止)并在控制压电致动器时至少有时候加以考虑。在一种开头所述类型的计算机程序、一种电存储介质和一种控制和/或调节装置中提出的任务被相应地解决。

发明的优点

按照发明的方法可以使一种燃料喷射装置稳定地运行，在该装置中阀门元件与压电致动器耦联，在喷入量很小一直低至1mm³/喷射并且同时燃料压力很高时。按照发明的方法还可以提高即使是在喷射量较大时的计量精度，因为实际的喷射开始和/或实际的喷射终止都是已知的，并在控制压电致动器时可以加以考虑。

按照本发明的方法的这些优点的背景在于以下事实：在一种具有一个压力级的阀门元件中在打开阀门元件或者致动压电致动器之后有一个附加的力在打开方向上作用于阀门元件上。由于阀门元件与压电致动器直接耦联，这种附加力也作用于压电致动器。通过检测作用在压电致动器上的力的变化，就可以检测到在燃料喷射装置运行中一个时刻，在此时刻阀门元件事实上打开(实际喷射开始)或者检测到一个时刻，在此时刻阀门元件关闭(实际喷射终止)。然而如果已知了实际喷射开始或者实际喷射终止的话，那么可以使压电致动器的控制相应地适应并因此大大改善在将燃料喷入内燃发动机的燃烧室里时的精度。

按照本发明的方法的一种有利改进方案的特征在于：阀门元件的关闭过程根据实际喷射的开始而被引入。这可以很精密地实现阀门元件的所希望的开启持续时间。因此即使在内燃机的部分加载范围和全部加载范围里也可以改善计量精度。

极小量的喷射可以用按照本发明的方法来实现，如果用于控制压电致动器的一个信号或者一个信号梯度的符号在探测到了实际喷射开始之后发生了改变的话。作为信号梯度例如考虑是一种电压梯度，或者更有效地，作为信号考虑是一种电流，用此电流使压电致动器充电或者放电。因为符号的变化或者从放电转换至充电或者反过来调节都是基于探测到阀门元件的实际喷射开始而进行，因此极小量的燃料也可以稳定地喷入。