[发明专利]电流控制内燃发动机燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的内燃发动机的燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法，所述至少一个压电致动器作用于阀装置以打开或关闭所述喷射器，分别允许或防止燃料向发动机的燃烧室的喷射，所述方法在操作中由车辆车载的发动机控制单元应用并且包括以下步骤：

●根据作为所需扭矩和发动机速度的函数的标称电流，向压电致动器施加称为标称控制充电的打开喷射器所需的第一标称充电，以便为了向燃烧室喷射燃料而打开喷射器的阀装置，

●在所述标称控制充电的施加之后且在由命令喷射器关闭组成的步骤之前，除了所述标称控制充电之外，在所述标称控制充电之后向压电致动器施加称为极化充电的至少一个第二充电，以便在喷射器的打开阶段期间和在燃料向燃烧室的喷射期间使压电致动器极化，

●通过向压电致动器施加至少一个放电来命令喷射器关闭，以便关闭阀装置，从而停止燃料的喷射。

背景技术

已经知道使用压电致动器来控制借助于汽油或柴油燃料操作的内燃发动机中的喷射器的打开和关闭。

压电致动器主要地由限定预定长度的陶瓷叠堆以已知方式构成，该陶瓷叠堆具有在电场的作用下改变其长度并且在机械应力的作用下逆向地产生电场的性质；该叠堆在止挡件和阀装置之间布置在喷射器中，并且简单地说以如下方式操作：在借助于电压将充电施加到压电致动器时，致动器的长度增加并且打开喷射器的阀装置，这会将加压的燃料释放到燃烧室中。在休息时，即，在阀装置处于关闭位置的情况下，在压电致动器和阀装置之间存在间隙，以便确保该阀装置的关闭并且避免燃料朝燃烧室的失控泄漏。

为了稳定并且具有可再现的行为，压电致动器必须被极化至参考值，这种极化称为初始极化；该极化在发动机在车辆中使用之前在生产所述致动器时在工厂进行。这样的极化包括通过称为极化电压的确定的电压将充电在同样被确定的时间内施加到压电致动器的端子，这样的影响是使端子的晶体结构根据施加在压电叠堆上的电场的方向定向，该方向对应于其中压电致动器的尺寸变化为所需的方向。在压电叠堆的端子处的这种初始极化电压消除之后，压电叠堆保持剩余极化状态以供后续使用。

然而，在于内燃发动机中使用期间，压电致动器趋于丧失该初始极化，特别是由于车辆的大量城市使用，这种城市使用涉及低的发动机速度和因此用于在低燃料压力下控制喷射器的低的标称电压，该电压大大低于极化电压。

另外，控制喷射器的打开所需的充电可被调整，以防止由这种喷射器打开产生的噪音盖过一般的发动机噪音而可听见，即，用于打开喷射器的标称电压的映射作为发动机速度的函数在工厂中确立。

其它使用情况，例如发动机的温度的增加/减少的反复循环或压电致动器的长时间不使用(该时间对应于车辆的长期不动的时间)，也可能随时间推移而导致压电致动器的极化的改变。

在本申请的提交日期未公布的在本申请人的名下的提交于2012年5月23日的法国专利申请FR 1254719公开了一种弥补以上所述去极化的缺陷的解决方案。该解决方案允许压电致动器从离开工厂的时间起在车辆的使用期间自动地保持极化，而不需要发动机停车，并且因此允许延长所述致动器的使用寿命，同时减少维护操作。该解决方案还通过减少压电致动器和阀装置之间的间隙的扩散而允许改善喷射器的性能，并且最终允许更好地控制喷入燃烧室的燃料的量和因此优化的燃料消耗和排放。根据该解决方案的至少一次充电在两个时间(第一次用于作为喷射校准的函数的压电致动器的标称控制，第二次用于压电致动器的极化)向致动器的施加避免造成发动机噪音和特别地喷射咔嗒声的极化操作。根据该解决方案的方法可有利地在车辆的发动机控制单元(ECU)中借助于用于实现该方法的软件使用，以用于控制所有发动机喷射器。应当注意，该方法可借助于用于发动机喷射器的压电致动器的控制/调整的简单修改的软件集成在现有车辆的ECU计算机中。

常规地，压电喷射器由发动机控制单元使用对于给定的发动机循环和气缸来说恒定的最大电流控制电压，以用于施加用于命令喷射器的打开的标称充电。喷射器因此通过修改作为供给喷射器的普通燃料轨压力的函数的施加在其压电致动器的端子处的电压来控制，以便精确地提供致动器克服随发动机速度而变化的燃料轨压力所需的能量。然而，根据所关注的发动机速度，特别地在例如怠速和稍稍靠上时的低速下，喷射器打开时间由于喷入燃烧室的少量燃料而减少，并且可用于在喷射器打开期间施加极化充电的时间可能因此非常短，甚至到不能施加整个极化充电的程度。根据提交于2012年5月23日的专利申请FR 1254719的极化充电的施加实际上仍然不允许实现显著的极化电压，特别是在喷射器打开时间短的情况下。