[发明专利]内燃机的燃油喷射系统及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种内燃机燃油喷射系统的工作方法，该燃油喷射系统具有蓄压器（蓄压管）、至少一个压电直接传动的喷射阀、用于检测在蓄压器（蓄压管）内产生的压力（蓄压管压力）的传感器及控制和调节单元，就压电直接传动而言，压电促动器与喷射阀的封闭件直接传动连接。

背景技术

燃油喷射系统早已公知，其用来将燃油喷射到内燃机的燃烧室内。这类喷射系统包括至少一个喷射阀（喷射器）和至少一个与喷射阀相连接的用于控制喷射过程的控制和调节单元。喷射阀在此具有一腔室，燃油可以从该腔室出来通过喷入口注射到燃烧室内。借助于封闭件（喷嘴针）来打开和关闭喷入口，所述封闭件可以由促动器操控（运动）。通过高压蓄存器和燃油管路为所述腔室提供燃油。

所述促动器是一种用于移动封闭件的元件。由此借助于促动器控制喷射过程。在此，促动器与封闭件直接传动连接，这意味着，促动器与封闭件直接机械地接触，或者通过接于中间的固定体比如销、杆、活塞而相互连接。这里重要的是，在促动器与封闭件之间不存在液压的或气动的耦接。

促动器是一种压电促动器，在施加电能时，它根据压电效应进行延伸（其长度变长），并且通过该种方式使得封闭件直接移动。

这种燃油喷射系统需要检测在蓄压器内产生的压力，以便能够实施相应的蓄压管压力调节。为此，在现有技术中使用专门的装入到蓄压器内的压力传感器。这导致整个系统成本提高。

发明内容

本发明的目的在于提出一种开篇所述类型的方法，该方法可以特别成本低廉地实施。

根据本发明，该目的通过根据本发明的方法来实现，该方法的主要特征为，使用压电促动器，其除了具有用于操控封闭件的有源的压电区之外，还具有形成压力传感器的无源的压电区，其中，求取封闭件的作用到无源的压电区上的力，由此求取在蓄压器内产生的压力（蓄压管压力）。

根据本发明，公开了一种内燃机的燃油喷射系统的工作方法，其中，该燃油喷射系统具有蓄压器、至少一个压电直接传动的喷射阀、用于检测在蓄压器内产生的压力的压力传感器及控制和调节单元，就压电直接传动而言，压电促动器与喷射阀的封闭件直接传动连接，其特征在于，使用压电促动器，该压电促动器除了具有用于操控封闭件的有源的压电区之外，还具有无源的压电区，该无源的压电区形成用于检测在蓄压器内产生的压力的压力传感器，其中，求取由封闭件作用到无源的压电区上的力，由此求取在蓄压器内产生的压力，其中，在封闭件处于关闭状态且有源的压电区未受控的阶段中求取在蓄压器内产生的压力。

本发明的方法并不使用附加的安置在蓄压器例如所谓的共轨上的压力传感器，而是借助于本来就在喷射阀中使用的压电促动器来检测压力。为此使用压电促动器，它用无源的压电区来得到补充，该无源的压电区并非用于操控封闭件，而是用作压力传感器。这里利用逆反（invers）的压电效应，通过对该无源的压电区施加压力来产生或者改变电的测量参数，检测该测量参数，并根据该测量参数来求取在蓄压器内产生的压力（蓄压管压力）。

因此按照本发明的方法，采用一种结构单元，它由真正的压电促动器和压力传感器组成，该压电促动器引起对封闭件的操控。由于这里的压电促动器只需用无源的压电区来得到补充，所以对于压力检测所需的附加成本相对较小，从而与在蓄压器本身中设置专门的单独的压力传感器相比，本发明的方法可以更加成本低廉地实施。

按照本发明的方法优选的是，在封闭件处于关闭状态且有源的压电区未受控的阶段中求取在蓄压器内产生的压力（蓄压管压力）。因此按照本发明的方法有两个分开的阶段：其一为喷射阶段，在此期间控制有源的压电区，用于打开封闭件，另一个为压力检测阶段，在此期间通过对有源的压电区施加压力在蓄压器内进行压力检测。

借助于无源的压电区（压力传感器）来求取由封闭件施加到无源的压电区上的力，并由此求取蓄压管压力。这优选在考虑附加地作用到无源的压电区上的偏差力情况下进行，以便实现精确的压力检测。在这里，作用到无源的压电区上的力尤其按照如下关系式来求取：

F_s = A_p * P_rail - A_s * P_low，

其中，

F_s =施加到无源的压电区（压力传感器）上的力；

A_p =在压电促动器与封闭件或另一连接件（杆）之间的连接件（销）的面积；

P_rail =在蓄压器内产生的压力；

A_s =无源的压电区（压力传感器）的面积；

P_low =低压。