[发明专利]控制容性执行机构的方法和装置

说明书

本发明涉及到按照权利要求1前序部分的控制容性执行机构的方法，特别是燃料喷射阀，和按照权利要求9前序部分的实施本方法的装置。

实施本方法的方法和装置叙述在还没有公开的德国专利申请19644 521.3中。在这种方法中将预先规定的能量输入给容性执行机构。这是通过在执行机构中的充电电容器的定义的再充电进行的，此时将充电电容器从初始电压值放电到最终电压值。另外一种选择是通过测量在执行机构中流过的以及加在上面的电流和电压值求出加在执行机构上的能量。

本发明的任务是，这样对容性执行机构进行控制，以便对执行机构或燃料喷射阀的功能状态进行诊断。

本发明的任务是通过权利要求1和权利要求9的特征解决的。

本发明的优点在于，用简单的方法快速和安全地识别功能状态。按照本发明的方法还有可能区别不同的故障形式，例如不再能打开或不再能关闭的燃料喷射阀。

本发明从下面的考虑出发，从加在执行机构上的能量值，或从在执行机构上测得的执行机构电压求出执行机构的偏移，并且从而求出执行机构或燃料喷射阀的功能状态。

下面本发明借助于附图详细进行叙述；附图表示：

附图1执行机构的特性曲线图

附图2一个实施例的装置

附图3附图2上装置工作方式的流程图

在附图1上表示了执行机构特性曲线图和负荷曲线图。竖坐标是由执行机构P产生的执行机构力Fp和作用在承载物体上的负荷力F1。例如承载物体的结构例子是燃料喷射阀上由执行机构P控制的喷油嘴针。横坐标是执行机构P的执行机构行程ds和负荷偏移x，由于作用在其上的负荷力F1承载物体产生偏移。

每个所表示的通过零点的负荷线，例如Lmin和Lmax，表示了负荷偏移与负荷力的线性关系，其中每个承载物体是通过它的物体形状和它的弹性特性，例如具有预先规定的弹性模量的一个空心圆柱形的金属物体，表示其特征的。在其它实施形式的承载物体上出现非线性关系，例如承载物体是由多个重叠的涂层，具有不同弹性模量的物体构成的，例如串连的具有不同弹簧常数的弹簧，或者例如承载物体动态运动时。

执行机构P和承载物体是相互连接的，从而将负荷线与执行机构特性曲线的交点定义为执行机构P的工作点。

每个执行机构特性曲线KL I和KL II表示压电执行机构的执行机构力Fp与执行机构行程ds在预先规定的输入给执行机构P的能量情况下的典型关系。特性曲线KL I在实施例中为63mJ，特性曲线II为51mJ。在执行机构P上测得的执行机构电压Up与执行机构行程ds和执行机构力Fp有关。例如当加入执行机构能量为E＝63mJ时，在执行机构上测得的执行机构电压为Up＝125V时执行机构行程为ds＝20μm和执行机构力为Fp＝0N，如借助于特性曲线KL I看出的。

例如将附图1上表示的规律性应用在本发明中。如果执行机构行程ds位于预先规定的下限基准值为Bu和上限基准值为Bo作为下和上边缘的带B内时，则被包括在执行机构或燃料喷射阀的正确的功能状态内。例如带的边缘对应于燃料喷射阀允许的最小行程dsmin以及允许的最大行程dsmax。如果执行机构行程ds位于带B的外边，则得出第一种故障形式F1(ds＞dsmax)以及第二种故障形式F2(ds＜dsmin)。执行机构行程ds是从测得的执行机构电压Up由预先规定的执行机构特性曲线求出的。

当对于电压故障形式典型出现的负荷力F1从理论上或从试验中模拟出来时，基准值Bu和基准值Bo代表了执行机构P的工作点并且被求出，并且从属于这样求出的执行机构P工作点的基准值。

带B的边缘范围有一个公差带T，在其中不能安全地识别功能状态。为了保证可靠地诊断功能状态，则这样选择带B的边缘，在带B以内保证正确的功能状态。如果求出执行机构行程ds，这个行程位于带B以外的公差带T内时，应求出关于运行状态的附加的测量量M，例如电机噪声，这个量与执行机构行程ds一起可以可靠地求出功能状态。

分成第一种故障形式F1、第二种故障形式F2和其它的故障形式，使在燃料喷射阀中出现的故障形式的粗分类成为可能。在一个实施例中，第一种故障形式指出了执行机构弹簧的破坏，和第二种故障形式指出了连接在执行机构上的机构卡住了。分成为其它的故障形式是通过各自从属于附加的故障形式，由一个或多个代表故障形式的基准值来达到的。

按照本发明方法，所必要的执行机构特性曲线、基准值和相应的的故障形式是从试验中求出的，例如在一个马达试验台上，并且作为特性区KF存放在控制装置ST(附图2)中。