[发明专利]用于控制谐振超声压电喷射器的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及机动车内燃机的电子喷射领域。更具体而言，本发明涉及用于控制谐振超声压电级燃料喷射器的装置和方法。

背景技术

在图1中示意性示出这种控制装置的公知结构。

这种装置设计为控制喷射器的至少一个谐振超声电压级1，由控制计算机10和直流电压源V_BATT(例如车辆电池)电子地控制喷射器。该控制装置包括：

-第一级2，用于将直流电压V_BATT升压从而产生中间直流电压V_inter(数百伏特，例如250伏)，

-第二级3，用于调制中间直流电压V_inter，由中间直流电压V_inter提供且适于产生谐振超声压电级1的交流励磁电压V_E。

在特定情况下，需要能够精细地改变喷射燃料的量，以便例如补偿在其中喷射燃料的燃烧室中的压力变化，或者适应特定的流速剖面(profile)。

然而，为了能够非常灵活地影响喷射期间喷射燃料流速剖面，必须要能够灵活地、快速地改变喷射器的压电级1的励磁信号的振幅(也就是，调制级3的输出端信号V_E的振幅)。

因此，可以设想需要快速改变升压级2输出端所提供的中间电压V_inter。因此，调制级输出端的电压V_E的包络线(envelope)振幅也可以快速改变。

图2示出“升压”型电压转换器电路，它通常用作对直流电压源V_BATT例如具有电容C_batt的电池进行升压的升压级2。该电路包括电感器L_boost、用作由控制模块20控制的开关的MOSFET晶体管K、二极管D_boost以及储能电容器C_boost。控制模块传送高频脉冲流形式的信号，使得晶体管K周期性导通。当晶体管K闭合时，电感器L_boost利用电压V_BATT在其接线端进行充电。当晶体管K断开时，二极管D_boost导通，以及存储在电感器中的能量引发将对电容器C_boost进行充电的电流。

储能电容器C_boost通过这种方式充电，直到在其接线端达到V_inter所期望的值。

然而，该“升压”型的升压电路不能实现快速改变所产生的中间电压V_inter的振幅。它的尺寸应当要足够大，以便能够在调制级3的输出端处获得所期望的效果，也就是快速改变该级输出端输出的励磁电压V_E。然而，这种大尺寸导致需要选择非常大且非常昂贵的晶体管，并造成效率低下的问题，且因此还会加热升压级2。

发明内容

因此，本发明的一个目的是，提供一种技术方案，它既可以非常快速地改变调制级输出端的喷射器谐振超声压电级的励磁信号的包络线振幅，同时还可以保持对电子元件合理尺寸的控制，确保在机动车发动机控制方面实现可接受的体积/重量/成本的折衷。

为了实现该目的，本发明的主题是一种用于控制喷射器的至少一个谐振超声压电级的装置，它可以通过控制计算机和直流电压源来进行电子控制，该装置包括：

-第一级，该第一级对直流电压进行升压，以便产生中间直流电压，以及

-第二级，该第二级用于调制中间直流电压，包括连接到中间直流电压的电感器和第一开关晶体管，该第一开关晶体管响应于第一控制脉冲流选择性控制电感器充电的相位和传送电感器中存储的能量的相位，从而产生谐振超声压电级的励磁电压。

本发明的进一步地具体特征在于，第二级包括第二开关晶体管，其串联连接在第一开关晶体管的漏极和电感器的接线端之间，适用于在充电相位中响应于第二控制脉冲流来限制电感器中存储的能量，从而减小励磁电压的振幅。

优选地，第一开关晶体管的漏极通过电容器连接到谐振超声压电级。

作为变型，第一开关晶体管的漏极还可以通过变压器连接到谐振超声压电级。

根据该变型，变压器的初级绕组经一个接线端连接到第一开关晶体管的漏极，并经另一个接线端连接到地，初级绕组与电容器并联连接。

根据另一个变型，第二开关晶体管的漏极通过变压器连接到谐振超声压电级。