CN105074180B - 用于喷射燃料到内燃机中的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷射系统和一种用于喷射系统的调节方法，具有至少一个用于喷射燃料到内燃机(3)中的喷射阀(2)，其中，在反复发生的喷射循环中喷射阀(2)的封闭元件(6)被如此地运动，即它在实际打开时间点(OPP2)碰撞在上止挡(9)上和/或在实际关闭时间点(OPP4)碰撞在关闭位置(8)上并且由此触发喷射阀(2)的传感器元件(7)的特征信号，其中，传感器元件(7)的时间信号曲线被探测和在喷射循环的一个时间搜索窗口(F，F1，F2)中含有的信号曲线的部分被检查，其中，只要在时间信号曲线的所述部分中没有检测到特征信号，就在随后的喷射循环中实施一种搜索方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于喷射系统的调节方法，具有至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀。此外本发明涉及一种相应的喷射系统。
这种调节方法用于，在反复发生的喷射循环中如此地控制喷射系统的至少一个喷射阀，在这些喷射循环的每个喷射循环中喷射阀被如此地打开和再关闭，即处于压力下的燃料尽可能精确地按照喷射速率的一个以前确定的时间曲线喷射到内燃机中。
由于喷射速率的实际的时间曲线以及由此相应实际喷射的燃料量尤其取决于喷射阀的实际的打开和关闭时间点，因此通过按照这种类型的调节方法或按照这种类型的喷射系统，喷射阀的打开时间点和/或关闭时间点借助于传感器元件测量和接着在控制喷射阀时在随后的喷射循环中考虑测量的打开时间点和/或测量的关闭时间点，以便控制或减小喷射方法的一个或多个调节参量的调节偏差。例如打开时间点以及关闭时间点可以是调节方法的调节参量。理论打开时间点和/或理论关闭时间点通常依据瞬时要求的喷射量和/或依据瞬时要求的喷射速率的时间曲线被确定。
背景技术
喷射阀，也经常称为喷射器，包括封闭元件，其例如可以设计成喷嘴阀针，和致动器，借此可以使得封闭元件在关闭位置和上止挡之间运动。如果封闭元件在关闭位置上，喷射器关闭并且不进行燃料喷射。在关闭位置上封闭元件通常坐落在喷射阀的下止挡上并且关闭喷射阀的全部喷射口。为了打开喷射器，借助于致动器从关闭位置出发将封闭元件抬起，由此以这种方式释放一个、多个或每个喷射口并且通过释放的喷射口进行燃料的喷射。封闭元件可以抬起最大直到所述上止挡，其因此限定封闭元件相对于关闭位置或相对于下止挡的最大的升程高度。在下面打开时间点应该理解为这样的时间点，在该时间点封闭元件碰撞到上止挡上(达到最大的阀针升程)和关闭时间点应该理解为这样的时间点，在该时间点封闭元件碰撞在关闭位置上，即碰撞在下止挡上。喷射循环的其它的特征性的时间点是这样的时间点，在该时间封闭元件离开关闭位置，和这样的时间点，在该时间封闭元件离开上止挡(在最大的升程高度时关闭运动的开始)。按照其时间顺序，这些时间点用OPP1，OPP2，OPP3和OPP4表示。
为了能够测量打开时间点和/或关闭时间点(OPP2和/或OPP4)，喷射阀包括传感器元件，其中通过封闭元件碰撞在关闭位置上或上止挡上触发特征信号。为了能够探测这些特征信号，它们相应地也称为传感器元件的打开信号或关闭信号，传感器元件的时间信号曲线被探测和评价。这一般地包括中间储存时间信号曲线。一般地已知的喷射系统或喷射阀为此目的具有数据存储器，但是其存储容量通常不足够探测传感器元件的输出信号的全部时间曲线。由于这个原因以及其它的原因，例如为了加速和/或简化随后的数据评价，不储存传感器元件的全部的时间信号曲线和接着检查特征信号的存在，而是仅仅部分的时间信号曲线，其包含在一个或多个预定的时间搜索窗口中。在此情况下这些搜索窗口如此地选择，即它们包含一个给定的喷射循环的预期的关闭时间点和/或预期的打开时间点。
但是如果现在对于一个给定的喷射循环实际的关闭时间点或实际的打开时间点在时间上位于相应的搜索窗口之外，那么一般地不可能检测到所属的特征信号和确定打开时间点或关闭时间点。没有检测到特征信号在下面也称为特征信号或关闭信号或打开信号的损失或简称调节损失。这种调节损失可以例如导致，喷射系统接着仅仅还能够在紧急运行模式下继续运行。
发明内容
因此提出的任务是改善已知的调节方法和喷射系统的可靠性和稳定性。尤其应该改善喷射阀的打开和关闭时间点的测量。
按照本发明，这个任务通过一种调节方法和一种喷射系统解决。
在按照本发明的用于喷射系统的调节方法中，喷射系统具有至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀，其尤其是用于在此处建议的类型的喷射系统，在反复发生的喷射循环中和依据喷射阀的调节参量的实际值(即所谓的实际调节值)借助于喷射阀的致动器使喷射阀的封闭元件运动。封闭元件在实际打开时间点碰撞到喷射阀的上止挡上和/或 在实际关闭时间点碰撞在喷射阀的关闭位置上(碰撞到下止挡上)。 在封闭元件碰撞在关闭位置或碰撞到上止挡上的这个时刻，通过喷射阀的传感器元件触发一个特征信号。
在至少一个喷射循环期间(通常在多个期间或甚至在每个期间)，传感器元件的时间信号曲线被探测和在喷射循环的一个时间搜索窗口中含有的信号曲线部分被针对特征信号的存在进行检查。该时间搜索窗口短于该喷射循环和如此地选择，即它包含一个预期的打开时间点，在此预期封闭元件碰撞在止挡上，和/或一个预期的关闭时间点，在此预期封闭元件碰撞在关闭位置上。如更下面描述的，每个喷射循环也可以设置两个(或更多个)在时间上相互分开的时间窗口，其中一个例如包含预期的打开时间点和另一个包含预期的关闭时间点。
只要特征信号在时间信号曲线的所述部分中被检测到，则基于特征信号确定这个喷射循环的实际打开时间点和/或实际关闭时间点。接着依据确定的实际打开时间点和/或依据确定的实际关闭时间点确定用于随后喷射循环之一的喷射阀的调节参量的实际值，通常在减小调节偏差的条件下。用语“依据”例如可以理解为“在使用下”、“在评价之后”或“基于”。通常在此情况下一个参量作为测定、计算或确定另一个参量的基础。
在喷射阀的所述调节参量中，例如可以涉及到致动器的控制时间点，致动器的充电开始，致动器的放电开始，致动器的充电持续时间，电流强度或电压，借此对致动器通电流或控制。但是也可能的是，调节参量是多维的，即通过调节矢量给出，它的项（输入）通过一个或多个所述调节参量给出。控制矢量的实际值因此应该理解为它的项的实际值。
例如可能的是，依据一个前面的喷射循环的实际打开时间点确定预期的打开时间点和/或依据一个前面的喷射循环的实际关闭时间点确定预期的关闭时间点。如开头所述，可以规定，预期的打开时间点是理论打开时间点，即打开时间点是一个调节参量。附加地或备选地，可能的是，预期的关闭时间点是理论关闭时间点，即关闭时间点是一个调节参量。在这种情况下，为了减小调节偏差，控制参量的实际值如此地选择，即实际打开时间点尽可能精确地对应于理论打开时间点和/或实际关闭时间点尽可能精确地对应于理论关闭时间点，即使相应的调节误差最小化。在这种情况下即在实际关闭时间点和理论关闭时间点之间的偏差被用作调节方法的调节偏差或实际打开时间点与理论打开时间点的偏差。这意味着，依据属于一个给定的喷射循环的调节偏差，即在实际关闭时间和理论关闭时间之间(或实际打开时间和理论打开时间之间)的差，如此地修正一个随后的喷射循环的控制参量的实际值，即调节偏差被减小。
喷射阀的致动器例如可以设计成压电致动器并且具有压电元件作为驱动装置。压电致动器，尤其是直接地驱动的压电致动器，例如在EP1760305A1中描述的，特别好地适用于使封闭元件精确地和无延迟地运动。备选地致动器也可以具有磁性的驱动装置，它为此目的例如可以包括电磁线圈和永久磁铁。
最好致动器的驱动装置，即例如压电元件或致动器的磁性驱动装置，同时也用作传感器元件。在压电元件的情况下所述时间信号曲线例如可以是在压电元件上抽取的电流信号和/或电压信号。相应地可以在磁性驱动装置的情况下在线圈上的感应的电流和/或感应的电压用作时间信号曲线和相应地抽取和评价。也可以的是，在使用传感器元件的时间信号曲线下确定另外的(通常电的)测量参量的时间曲线，它们例如表征喷射阀，致动器，致动器的驱动装置和/或封闭元件的瞬时状态。在此可以例如在压电元件的情况下涉及到电容量，储存在压电元件中的静电能量，充电电流强度，放电电流强度或压电元件的电压或由这些测量参量确定的另一个参量。在封闭元件碰撞在关闭位置或碰撞到上止挡上时，在这些测量参量中出现特征性的波动，其因此可以用作特征信号，其用于确定有关的喷射阀的关闭时间点和/或打开时间点。
对于本发明现在决定性的是，只要对于一个给定的喷射循环特征信号在时间信号曲线的所述部分中，即它包含在所述搜索窗口中，没有被检测到，即出现调节损失，在随后的喷射循环中实施一个在下面描述的搜索方法。这个搜索方法如此长时间的实施，直到该丢失的特征信号在这些随后的喷射循环之一中被再次发现(并且可以重新开始调节方法)或满足一个中断标准(和通常实施一个紧急运行程序)。
在建议的搜索方法开始时，首先确定一个用于这个喷射阀的调节参量或调节矢量的起始值(此时起始值也可以是一个矢量)。接着对于搜索方法的这些随后的喷射循环的每一个，从这个起始值出发，改变用于控制致动器的调节参量的实际值，其中在起始值上加上一个增量值或一个增量矢量。在调节参量涉及到多维的调节矢量的情况下，通常规定，这个调节矢量的仅仅一个分量在搜索方法中被改变，而调节矢量的其余分量的实际值不被改变。相应地，增量矢量此时正好具有一个不为零的项。为了简单起见，在此处在语言上不应该总是在一维的和多维的情况之间进行区别。即只要谈及调节参量，实际值，起始值，增量值等等，应该因此也总是表示或提及各对应的矢量参量，即相应于调节矢量，它的矢量的实际值，起始矢量，增量矢量等等。
对于在搜索方法期间的喷射循环中的每一个喷射循环，现在调节参量的实际值被确定为该起始值和一个正好属于这个喷射循环的增量值之和。即所述和由固定的起始值SStart和这个喷射循环的正好一个增量值In形成。因此，正好一个增量值In属于搜索方法的喷射循环中的每个喷射循环，其中，脚标n是搜索方法的迭代器的值。迭代器可以例如如此地限定，即它的值n，在搜索方法开始时在“0”或“1”下开始，在搜索方法的每个喷射循环之后被增大“1”。在搜索方法期间喷射循环的增量值In因此也可以限定为迭代器的值n的函数的函数值。借助于迭代器此外可以限定一个用于搜索方法的中断标准作为超过一个用于迭代器的预定的最大值，n>nmax。
对于建议的搜索方法决定性的是，搜索方法的喷射循环的增量值In如此地限定，即它们的数值（绝对值）在搜索方法的时间曲线中单调地或甚至严格单调地增大。增量值的数值因此可以定义为迭代器的值n的一个单调地或严格单调地增大的函数。
借助于建议的搜索方法实现，丢失的关闭或打开信号可以以高的可靠性和非常快地重新找到并且可以因此在大多数情况下避免喷射系统的紧急运行程序。在重新找到打开信号或关闭信号之后该调节方法可以有利地以在搜索方法中最后确定的控制参量的实际值重新开始并且继续下去。这在下面也称为调节方法的重新开始(在一个前面的调节损失之后)。在损失关闭信号之后以这种方式对关闭信号的首次重新探测或在损失打开信号之后的打开信号也称为特征信号或关闭信号或打开信号的重新找到。
特征信号的损失，即调节损失，通常具有其原因在于，实际打开时间点或实际关闭时间点在相关的喷射循环中在时间上如此远地与预期的实际打开时间点或实际关闭时间点相间隔，即它位于这个喷射循环的这个或这些时间搜索窗口之外。
有利地，对于该建议的搜索方法，调节损失的技术原因一般地仅仅起着次级的作用。技术原因例如是喷射阀的老化或磨损过程，打开和/或关闭特性通常如此地变化，关闭时间点(在相同的控制下)逐渐地提前。但是即使新的喷射阀，即它们刚刚投入使用不久，例如在更换有缺陷的喷射阀之后或者在喷射系统或者内燃机首次投入运行时，在其打开和关闭特征上也常常具有强烈的漂移特性。调节方法的另一个优点因此也在于，它允许涉及用于喷射阀的基准特性的极大的公差极限，尤其是涉及到其漂移特性。此外通过建议的调节方法常常也能够实现用于使用的喷射系统的其它部件的较大的公差极限，尤其是喷射系统的控制单元，例如用于产生控制信号的调节器和输出级。
一个备选的或附加的中断标准例如可以由此给出，调节参量的实际值，或调节矢量的矢量实际值的一个分量在搜索方法期间超过一个上阈值或低于一个下阈值。
在一个扩展方案中，其允许特别可靠地重新发现特征信号，规定，增量值在搜索方法的过程中，必要时，即通过迭代器的增大的值，连续地变换其符号。增量值的(或增量矢量的分量的)符号的这种变换例如可以如此地进行，两个直接地相继跟随的喷射循环的增量值分别在其符号上是不同的，增量值的符号因此在搜索方法的每个喷射循环之后改变。也可以的是，符号不是在每个喷射循环中而是仅仅在每第二个喷射循环或一般地自每第j个(j是自然数，例如1，2，3，...)喷射循环之后改变，即总是正好两个直接相继跟随的喷射循环具有相同符号的增量值，或者一般地，总是正好j个相继跟随的喷射循环具有相同符号的增量值。但是j最好不大于5，最好≤3。
通过增量值的在数值上的增大和同时变换增量值的符号，调节参量从描述的起始值开始如此地改变，特征信号的重新发现有利地与此无关地起作用，即实际关闭时间点或实际打开时间点是否在喷射循环的搜索窗口之前或之后。因此尤其存在与给定的喷射阀的打开和改变特征的漂移方向的无关性，该方向本身例如可以与喷射阀的磨损的类型或喷射阀的特定的实施方式有关。
为了确定在搜索方法开始时调节参量的起始值，具有不同的可能性。一方面可以的是，作为搜索方法的起始值使用这个喷射阀的一个前面的喷射循环的调节参量的实际值，其中特征信号已经被检测到，即在调节损失之前。例如可以规定，储存调节参量的实际值和例如使用在前面的喷射循环中那个喷射循环的调节参量的实际值，在其中最后可以检测到特征信号，即紧接在调节损失之前。作为附加的或备选的标准，此外可以考虑调节方法的理论值的一致性或相对的符合性，例如喷射速率的相应的时间曲线，相应的喷射持续时间，相应的理论关闭时间点，相应的理论打开时间点等等。备选地或附加地可以规定，搜索方法的起始值对应于为这个喷射阀固定地预设的(和例如在一个相应的存储器中存储的)喷射阀的基准校准。在此情况下可以的是，基准校准在特征曲线族的形式存在并且起始值由此取决于喷射阀的瞬时的工作点(即调节方法的调节参量的瞬时理论值)。例如在关闭时间点(OPP4)是调节方法的调节参量的情况下(关闭时间点-调节器)，例如可以依据多个参数计算搜索窗口的在时间上的开始和/或在时间上的结束，这些参数可以分别储存在一个特征曲线族中并且可以从其中读出，例如电喷射持续时间(“TI-特征曲线族”)，关闭时间点的理论值(OPP4-理论值-特征曲线族)和在关闭时间点(OPP4)的理论值和搜索窗口的在时间上的开始和/或结束之间的时间间隔。(电)喷射持续时间(TI或Tc)可以例如定义为(压电)-致动器的充电持续时间或也可以为在用于打开喷射阀的致动器的控制和用于关闭喷射阀的致动器的控制之间的时间间隔。
喷射系统通常包括多个喷射阀，例如四个，六个，八个或十二个喷射阀，其中，每个喷射阀通过在此处建议的调节方法控制和调节。搜索方法的起始值然后可以在考虑和依据调节参量喷射系统的另外的喷射阀的瞬时实际值下被确定。例如可以的是，形成这些实际值的平均值并且基于这个平均值确定搜索方法的起始值或确定为这个平均值。
通常在调节参量涉及到一个多维的调节矢量的情况下，如上所述，这个调节矢量的仅仅一个分量在搜索方法中改变，而调节矢量的其余的分量的实际值不被改变。例如在搜索方法中改变仅仅充电电流强度，仅仅充电持续时间，仅仅控制时间点，仅仅充电开始，仅仅放电开始，仅仅充电压，仅仅控制电流或仅仅控制电压，而调节矢量的其余的项或分量保持恒定。在此可以规定，在损失打开信号的情况下控制矢量的被改变的分量不同于在损失关闭信号的情况下。在损失关闭信号的情况下例如可以改变(电)喷射持续时间(TI或Tc)，在损失打开信号的情况下例如可以改变充电电流强度Ic。当然也可以改变多个或甚至全部的调节参量，例如当一个从调节参量导出的参量应该被改变时，例如(压电-)致动器的(电)能量E。如已经描述的，打开信号在(阀针的)封闭元件碰撞到上止挡时被检测到。碰撞的时间点尤其是与能量E相关，该能量通过驱动装置传递到封闭元件上。在具有电容量C的压电致动器的情况下，可以为了传递的能量大致使用压电致动器的静电能量，其近似地满足关系E=1/2*Q*U=1/2*Q*Q/C=积分(I(t)*dt)2/(2C)，其中，I(t)是充电电流强度的时间曲线并且该积分通常在充电持续时间上实施。通常为了计算静电能量，考虑(离散的)近似值E=总和(I(n)*Δt(n))2/(2C)。因此可以通过改变调节参量(电)喷射时间或充电持续时间(TI或Tc)，通过改变调节参量充电电流Ic或通过(同时)改变这两个控制参量进行打开信号的搜索。
除了最先提及的时间搜索窗口以外，可以为每一个喷射循环附加地规定另一个时间搜索窗口，其与最先提及的搜索窗口在时间上是分开的。通常最先提及的搜索窗口被如此地选择，它包括该喷射循环的预期的打开时间点，和所述另一个搜索窗口被如此地选择，它包括该喷射循环的预期的关闭时间点。然后此外对于在这个喷射循环期间被探测的传感器元件的时间信号曲线的该最先提及的部分附加地针对特征信号的存在检查另一部分，其中，时间曲线的所述另一部分包含在这个喷射循环的所述另一个时间搜索窗口中。只要特征信号在时间信号曲线的所述另一部分中被检测，则基于和依据这些被检测的特征信号确定用于各个喷射循环的相关的喷射阀的实际关闭时间点。
因此可以的是，以这种方式确定不仅实际打开时间点(基于在时间信号曲线的最先提及的部分中的被检测的特征信号)和实际关闭时间点(基于在时间信号曲线的另一部分中的被检测的特征信号)。基于这些信息例如可以的是，使用不仅打开时间点而且关闭时间点作为调节方法的调节参量。
但是只要特征信号在时间信号曲线的所述另一部分中没有被检测到，在随后的喷射循环中实施另一个搜索方法，它对应于最先提及的搜索方法的描述。因此尤其是对于这另一个搜索方法确定另一个用于这个喷射阀的调节参量的起始值，其中，用于这些随后的喷射循环的每一个喷射循环的调节参量的实际值，如所述那样，也作为这另一个起始值和一个属于这个随后的喷射循环的另一个增量值之后被确定。如已经与最先提及的增量值相关联地解释的那样，随后的喷射循环的另外的增量值的数值在所述另一个搜索方法的过程中也增大并且此外可以交替地变换其符号。与最先提及的搜索方法相关联地描述的全部的扩展方案和实施方式同样也可以转移到所述另一个搜索方法上。
按照本发明的用于喷射燃料到内燃机中的喷射系统可以被设置或装备用于实施在此处建议的类型的调节方法。
一种在此处建议的类型的喷射系统包括至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀。与在此处建议的方法相关联地已经进行的描述适用于该至少一个喷射阀。喷射系统此外包括控制单元，其被设置用于，在反复发生的喷射循环中和依据喷射阀的调节参量的实际值控制至少一个喷射阀的致动器，使喷射阀的封闭元件在关闭位置和上止挡之间运动，以便如描述的那样打开和关闭喷射阀。控制单元此外被设置用于，为各喷射阀的喷射循环的每一个喷射循环，针对特征信号的存在，检查喷射阀的传感器元件的时间信号曲线的一个部分，如结合建议的调节方法描述的那样，其中，时间信号曲线的所述部分包含在这个喷射循环的一个时间搜索窗口中。对于该时间搜索窗口也可以参见在结合在此处建议的方法下的相应的说明。控制单元此外被设置用于，基于该特征信号，只要它可以在时间信号曲线的所述部分被探测到，确定这个喷射循环的实际打开时间点和/或实际关闭时间点和依据确定的实际打开时间点和/或依据确定的实际关闭时间点确定用于一个随后的喷射循环的喷射阀的至少一个调节参量的至少一个实际值。在此处也可以参见针对建议的调节方法的说明。
控制单元此外被设置用于，只要对于这个喷射阀该特征信号不能够在时间信号曲线的所述部分中被探测到，在随后的喷射循环中实施已经在上面结合在此处建议的调节方法描述的搜索方法并且为这个搜索方法确定一个用于这个喷射阀的调节参量的起始值和确定用于这些随后的喷射循环的每一个喷射循环的调节参量的实际值作为这个起始值和一个属于这个随后的喷射循环的增量值之和，其中，随后的喷射循环的增量值在搜索方法的过程中在数值上增大和，在喷射系统的一个特定的实施方式中，此外变换它们的符号。
以这种方式可以产生已经结合在此处建议的调节方法描述的优点。本发明的结合建议的调节方法描述的扩展方案可以相应地也转移到喷射系统上。因此至少一个喷射阀尤其可以具有设计成压电元件的驱动装置。传感器元件也可以通过喷射阀的驱动装置，即尤其在压电致动器的情况下通过所述压电元件，给出。
附图说明
在下面借助于图1至5详细解释本发明的具体的实施方式。
图中:
图1示出一种在此处建议的类型的喷射系统，
图2示出一种在此处建议的类型的调节方法的流程图，
图3示出一个时间信号曲线，其借助于在此处建议的类型的喷射系统的传感器元件产生，
图4示出另一个时间信号曲线，其借助于在此处建议的类型的喷射系统的传感器元件产生，和
图5示出在实施在此处建议的类型的调节方法的搜索方法中一个控制参量的实际值。
重复的附图标记表示相同的或相应的特征。
具体实施方式
图1示出在此处建议的类型的喷射系统的示意图，其被设置用于实施在此处建议的类型的调节方法的一个特定的实施方式。喷射系统包括控制单元1和用于喷射燃料到内燃机3中的多个喷射阀2。原则上可以的是，该喷射系统涉及到共轨喷射系统。燃料例如可以是柴油，以及内燃机例如是柴油机。但是原则上也可以的是，燃料是汽油或其它的燃料并且内燃机3例如是汽油机。内燃机3例如可以是机动车的例如轿车的驱动马达。
在示出的示例中，喷射阀2设计成压电-喷射器，即各包括一个具有压电元件5的致动器4作为驱动装置用于使相应的喷射阀2的封闭元件6运动。喷射阀2的压电元件5同时用作传感器元件7，在其中触发特征信号，一旦封闭元件6止挡在相应的喷射阀2的一个封闭位置8上(或下止挡)或上止挡9上。在本例中喷射阀设计成直接驱动的压电喷射器，但是也可以一样好地设计成伺服喷射器。但是替代压电致动器地，喷射阀2也可以装备磁性致动器，它的驱动装置例如各包括一个线圈和一个永久磁体作为驱动装置。此时驱动装置也可以同时用作传感器元件7，如上所述。
控制单元1被设置用于，分别在反复发生的喷射循环中借助于控制信号控制喷射器2。控制信号可以是具有预定的电流强度和预定的充电持续时间或放电持续时间，和充电开始时间点和放电开始时间点的充电电流或放电电流。这些参量因此是控制参量，它们被组合在一个控制矢量中。这些控制信号的产生按照在此处建议的调节方法的一个特定的实施方式实现，例如如在图2示出的流程图中示意示出的那样。
借助于在图1中示出的控制单元为每个喷射阀2实施调节方法。下面的描述因此涉及这些喷射阀2中的每一个。
在步骤Sl中借助于控制单元1的计算单元10依据瞬时要求的喷射量和喷射速率(ROI，Rate of Injection，作为每单元时间的燃料体积被测量)的瞬时要求的时间曲线，确定在此处用于封闭元件6的所需要的运动的特征时间点。在这些时间点中包括打开开始(OPP1)，其中封闭元件开始从关闭位置8运动出来并且喷射阀2的喷射口(在此处没有示出)开始释放，必要时已经描述的打开时间点(OPP2)，其中封闭元件6碰撞到上止挡9上(只要这被设置，参见图3和4)，必要时关闭运动的开始(OPP3)，其中封闭元件6从上止挡9往回运动到关闭位置8，和已经描述的关闭时间点(OPP4)，其中封闭元件6再次碰撞在关闭位置8上。在图3和4中示意示出喷射速率(ROI)的可能的要求的时间曲线的两个不同的示例和标出所属的特征时间点(OPP1至OPP4)。在图3示出的示例中涉及到所谓的弹道喷射，其中封闭元件6不碰撞到上止挡9上，而是仅仅直到抬升到上止挡的下面。在这种情况下因此取消两个时间点OPP2和OPP3，其中，关闭时间点(OPP4)表示调节方法的一个调节参量。
在图4示出的示例中封闭元件6碰撞到上止挡9上和在那里保持一个由OPP2至OPP3持续的时间间隔。不仅关闭时间点OPP4，而且打开时间点OPP2在此情况下作为调节参量使用。
在方法步骤S2中由一个前面的喷射循环确定调节偏差，例如在理论关闭时间点和测量的实际关闭时间点(理论OPP4-实际OPP4)之间的差和必要时在理论打开时间点和测量的实际打开时间点(理论OPP2-实际OPP2)之间的差。
在方法步骤S3中依据借助于计算单元10计算的调节偏差接着通过控制单元1的PI-调节器11确定针对控制矢量(预控制矢量)的预控制值的修正值。这些预控制值在步骤S4中依据尤其是时间点OPP2和/或OPP4的理论值从在控制单元1的数据存储器12中储存的预控制特征曲线族中读出。在步骤S5中PI-调节器11的所述修正值通过计算单元10被加到预控制矢量上。由此得到用于瞬时喷射循环的控制矢量的实际值。
在图3示出的示例中该控制矢量可以包含充电开始Tc的时间点，充电持续时间tc，以及充电电流Ic的强度。在图4示出的示例中控制矢量可以附加地包含放电开始TDC的时间点以及放电电流IDC的强度。
在方法步骤S6中借助于控制单元1的输出级（末端级）13产生相应于瞬时控制矢量的实际值的控制信号并且传递到喷射阀的致动器4上。在图4示出的示例中因此在时间点Tc压电元件5以充电电流强度Ic在充电持续时间tc上被充电和接着在时间点TDC以放电电流强度IDC在放电时间持续时间tDC上被再放电。该充电/放电过程导致压电元件的扩展和收缩，由此触发封闭元件从关闭位置出来和返回到关闭位置的描述的运动。
在描述的实施例中，致动器4的压电元件5同时用作传感器元件7，借此探测和测量封闭元件6的运动。在此情况下利用，封闭元件在实际打开时间点(OPP2，参见图4)，在此时它碰撞到上止挡9上，和在实际关闭时间点(OPP4，参见图3和4)，在此时它碰撞在关闭位置9上，在传感器元件5中触发一个特征信号，即打开信号或关闭信号。
这些特征信号例如可以是一个或多个电测量参量的波动，它们描述压电元件5的瞬时状态。这些测量参量在本情况下是在压电元件5或传感器元件7上抽取的电压U和/或在压电元件5或传感器元件7上抽取的电流强度以及在示例4中此外由此导出的压电元件5或传感器元件7的电容量C。传感器元件7的时间信号曲线，即测量参量的时间曲线，如在下面描述的那样借助于控制单元1评价。
借助于数据存储器12，首先储存时间信号曲线的部分，它们包含在喷射循环的一个或多个搜索窗口F，Fl，Fl'，F2之内和接着借助于计算单元10检查特征信号的存在。在图3示出的示例中在每个喷射循环中规定正好一个这种时间搜索窗口F，它如此地选择，即它包含理论关闭时间点(OPP4)。在图4示出的示例中相反规定两个时间搜索窗口Fl和F2，其中，搜索窗口Fl包含理论打开时间点(OPP2)。(备选地也可以选择同样在图4中示出的打开时间窗口Fl'，它此外包含理论时间点(OPP1))。第二搜索窗口F2与第一搜索窗口Fl分开和包含理论关闭时间点OPP4。存储信号曲线的所述部分和其评价在方法步骤S7中进行。
在图3示出的实施例中特征信号14尤其是在传感器元件7上抽取的电压U的波动，在示出的简化的示例中形式为局部最大值。在图4示出的实施例中特征信号14，15尤其是在传感器元件7或压电元件5的容量C中的波动。在示出的简化的示例中在搜索窗口F2中的特征信号是容量C的局部最小值14和在搜索窗口Fl中是容量C的局部最大值，以及在搜索窗口Fl'的情况下此外是另一个局部最大值16(表征为时间点OPP1)。
在随后的方法步骤S8中进行情况区分，其中，如果特征信号(在图3示出的示例中的特征信号14或在图4示出的示例中的特征信号14和15)能够被检测到，则该方法以方法步骤S9继续。否则，即在调节损失的情况下，实施一个搜索方法，它以方法步骤X1开始。
在方法步骤S9中基于特征信号14确定这个喷射循环的实际关闭时间点(OPP4)和此外，在图4示出的实施例的情况下，依据特征信号15此外确定实际打开时间点(OPP2)。此外在方法步骤S9中迭代器n被设置在值“0”上。迭代器n的函数在下面与搜索方法相关联地详细解释。
接着,这个喷射阀2的下一个喷射循环以方法步骤Sl开始。在此情况下可以使用在方法步骤S9中确定的和在控制单元的数据存储器12中存储的实际关闭时间点和可能地也被确定的实际打开时间点(OPP2)，尤其是在随后的方法步骤S2至S5中在确定调节偏差和确定控制矢量的实际值的时候。
在实施搜索方法的情况下，在方法步骤X1中迭代器n，其可以具有一个大于或等于“0”的整数值，被以1增大。在搜索方法开始时迭代器从值“0”被置于值“1”。在随后的步骤X2中迭代器n的值被检查。如果迭代器n超过一个确定的阈值nmax，那么此时满足搜索方法或调节方法的一个中断标准，由此实施方法步骤X6，其是喷射系统的一个紧急运行程序。如果不满足中断标准并且迭代器具有值1，则实施方法步骤X3，如果不满足中断标准并且迭代器具有大于1的值，则直接在方法步骤X2之后实施方法步骤X4。
在搜索方法的方法步骤X3中确定用于调节参量的起始值SStart或这个喷射阀的调节矢量的分量的起始值。起始值SStart可以具有不同的定义。例如作为搜索方法的起始值SStart，可以使用这个喷射阀2的一个前面的喷射循环(例如这个喷射阀2的最后的喷射循环)的调节参量的实际调节值SIst，其中特征信号14，15被最后检测(例如在前面的方法步骤S7中在接着在方法步骤S9中在控制单元1的数据存储器12中的存储)。也可以的是，搜索方法的起始值对应于喷射阀2的一个针对这个阀固定地预设的基准校准。这种基准校准例如可以存储在控制单元1的数据存储器12中。这种基准校准可以是一种基准特征曲线族，从其中可以依据喷射阀2或内燃机3的瞬时工作点例如借助于计算单元10读出起始值SStart。此外可以的是，搜索方法的起始值SStart在考虑和/或依据喷射系统的其余的喷射阀2的调节参量或调节矢量的实际值下被确定。例如这些实际值也可以存储在数据存储器12中和例如属于这些另外的喷射阀2的前面的喷射循环(通常分别在方法步骤S7中被确定和在这些喷射阀的调节回路的方法步骤S9中被储存在数据存储器12中)。例如可以借助于计算单元10形成这些另外的喷射阀2的调节参量或调节矢量的相关的分量的这些实际值的平均值和基于这个平均值确定搜索方法的起始值SStart，例如作为该平均值。
在随后的方法步骤X4中确定增量值(或增量矢量)In，其在接着的方法步骤X5中被加到起始值SStart上。起始值SStart和增量值的这个和在随后的方法步骤S9中作为当前的调节参量SIst用于借助于控制单元1的输出级13控制致动器4，如上所述。因此也满足SIst=SStart+In，参见图5。在本情况下，其中调节参量是多维的调节矢量，规定，仅仅调节矢量的一个分量在搜索方法中被改变，而调节矢量的其余的分量的实际值不被改变。与此相应地，增量矢量具有正好一个不为零（不可忽略）的项。例如这个分量是充电电流强度Ic，充电时间点Tc，放电时间点TDC，充电持续时间Tc或放电持续时间TDC。此外规定，在损失打开信号的情况下控制矢量的一个不同于在损失关闭信号的情况下的分量被改变。因此在损失打开信号情况下的搜索方法(第一搜索方法)区别于在损失关闭信号情况下的搜索方法(第二搜索方法)。
在一个备选实施方式中在搜索方法期间调节矢量的多个分量被改变，例如充电电流强度和充电持续时间，如在更上面已经描述的那样。此时增量矢量通常具有两个或更多个不为零的分量。
接着在方法步骤S7和S8中，如上所述，检查是否特征信号可以被检测到并且，如果是这种情况，则调节方法以方法步骤S9继续进行。如果不是这种情况，搜索方法以方法步骤X1继续。
如从图5中可以看见的，在每个喷射循环中在搜索方法期间产生正好一个增量值(或增量矢量)In并且接下来将其分别加到起始值上。增量值In或增量矢量的(惟一的)不为零的分量的数值在示出的示例中严格单调地随着迭代器n的值n增大。此外增量值或增量矢量的(惟一的)不为零的分量按照(-l)n变换它们的符号。但是备选地，这些符号变换也可以极少地进行或者也可以原则上完全取消符号变换，如在更上面已经描述的那样。也可以备选地规定增量值或增量矢量的(惟一的)不为零的分量的仅仅单调的在数值上的增大。
在方法步骤X5中，此外作为另外的中断标准，检查是否控制矢量的实际值的分量或是否在搜索方法中改变的控制矢量的实际值的分量，例如充电电流强度Ic，充电时间点Tc，放电时间点TDC，充电持续时间Tc或放电持续时间TDC超过预定的阈值或低于另一个预定的阈值，参见图5中的Smax和Smin。如果是这种情况，实施方法步骤X7，其包含一个紧急运行程序。
Claims (18)
1.用于喷射系统的调节方法，具有至少一个用于喷射燃料到内燃机(3)中的喷射阀(2)，
-其中，在反复发生的喷射循环中和依据喷射阀(2)的调节参量的实际值借助于喷射阀(2)的致动器(4)使喷射阀(2)的封闭元件(6)运动，
-其中，所述封闭元件(6)在实际打开时间点(OPP2)碰撞在上止挡(9)上和/或在实际关闭时间点(OPP4)碰撞在关闭位置(8)上，其中，如果所述封闭元件(6)碰撞在关闭位置(8)上或碰撞到上止挡(9)上，则它触发喷射阀(2)的传感器元件(7)的特征信号，
-其中，在至少其中一个喷射循环期间探测传感器元件(7)的时间信号曲线并且针对所述特征信号的存在检查在该喷射循环的时间搜索窗口(F，Fl，F2)中含有的信号曲线的部分，
-其中，如此地选择这个喷射循环的时间搜索窗口，即它含有一个预期的打开时间点(OPP2)，在该打开时间点预期封闭元件碰撞在止挡上，或一个预期的关闭时间点(OPP4)，在该关闭时间点预期封闭元件碰撞在关闭位置上，
-其中，只要特征信号在时间信号曲线的所述部分中被检测到，基于该特征信号确定这个喷射循环的实际打开时间点和/或实际关闭时间点，
-其中，依据确定的实际打开时间点和/或依据确定的实际关闭时间点确定用于一个随后的喷射循环的喷射阀(2)的调节参量的实际值，
其特征在于，
只要对于这个喷射循环在时间信号曲线的所述部分中没有检测到特征信号，在随后的喷射循环中实施一种搜索方法，其中，对于这个搜索方法确定一个用于这个喷射阀(2)的调节参量的起始值，其中，确定用于这些随后的喷射循环中的每个喷射循环的调节参量的实际值作为这个起始值和一个属于这个随后的喷射循环的增量值之和，其中，随后的喷射循环的增量值在搜索方法的过程中在数值上增大，随后的喷射循环的增量值在搜索方法的过程中变换它们的符号。
2.根据权利要求1所述的调节方法，其特征在于，喷射阀(2)的致动器具有设计成压电元件(5)的驱动装置。
3.根据权利要求2所述的调节方法，其特征在于，喷射阀(2)的传感器元件(7)是喷射阀(2)的致动器的压电元件(5)。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，传感器元件(7)的特征信号是电测量参量的波动。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，喷射阀(2)的调节参量是致动器的控制时间点，致动器的充电开始，致动器的放电开始，致动器的充电持续时间，电流强度或电压，或包含多个这些参量的组合。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，作为搜索方法的起始值，使用这个喷射阀(2)的一个前面的喷射循环的调节参量的实际值。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，搜索方法的起始值对应于喷射阀(2)的一个为这个喷射阀(2)固定地预设的基准校准。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，在考虑和依据喷射系统的另外的喷射阀的调节参量的实际值下确定搜索方法的起始值。
9.根据权利要求8所述的调节方法，其特征在于，形成另外的喷射阀的调节参量的实际值的平均值并且基于这个平均值确定搜索方法的起始值。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，为每个喷射循环除了最先提及的时间搜索窗口(F，Fl，F2)还附加地设置另一个时间搜索窗口(F，Fl，F2)，它与最先提及的搜索窗口(F，Fl，F2)在时间上是分开的，其中，最先提及的搜索窗口(F，Fl，F2)如此地选择，即它包括喷射循环的预期的打开时间点，其中，所述另一个搜索窗口(F，Fl，F2)如此地选择，即它包括喷射循环的预期的关闭时间点，其中，此外传感器元件(7)的在这个喷射循环期间被探测的时间信号曲线的另一部分针对特征信号的存在被检查，其中，时间曲线的所述另一部分包含在这个喷射循环的所述另一个时间搜索窗口(F，Fl，F2)中，其中，只要所述特征信号在时间信号曲线的所述另一部分中被检测到，则基于这个特征信号确定这个喷射循环的实际关闭时间点，其中，依据实际关闭时间点确定用于一个随后的喷射循环的喷射阀(2)的调节参量的实际值，
其中，
只要特征信号在时间信号曲线的所述另一部分中没有被检测到，在随后的喷射循环中实施另一个搜索方法，其中，为这个另一个搜索方法确定用于这个喷射阀(2)的调节参量的另一个起始值，其中，为这些随后的喷射循环中的每一个喷射循环确定调节参量的实际值作为这个另一个起始值和一个属于这个随后的喷射循环的另一个增量值的和，其中，随后的喷射循环的另外的增量值在所述另一个搜索方法的过程中在数值上增大。
11.根据权利要求10所述的调节方法，其特征在于，所述另外的增量值交替地变换它们的符号。
12.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，预期的打开时间点依据一个前面的喷射循环的实际打开时间点被确定和/或依据实际关闭时间点一个前面的喷射循环的预期的关闭时间点被确定。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的调节方法，其特征在于，预期的打开时间点是理论打开时间点和/或预期的关闭时间点是理论关闭时间点，其中，控制参量的实际值如此地选择，即实际打开时间点尽可能精确地对应于理论打开时间点和/或实际关闭时间点尽可能精确地对应于理论关闭时间点。
14.喷射系统，包括至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀(2)，其中，喷射阀(2)包括用于关闭喷射阀(2)的封闭元件(6)和用于使封闭元件(6)在上止挡和封闭元件的关闭位置之间运动的致动器(4)，其中，喷射系统具有传感器元件，在传感器元件中通过在实际打开时间点(OPP2)封闭元件碰撞在上止挡上和/或通过在实际关闭时间点(OPP4)封闭元件碰撞在关闭位置上可以触发特征信号，其中，喷射系统包括控制单元(1)，其被设置用于，在反复发生的喷射循环中和依据喷射阀(2)的调节参量的实际值控制喷射阀(2)的致动器(4)，以使封闭元件运动，其中，控制单元(1)被设置用于，对于喷射阀(2)的每一个喷射循环，针对特征信号的存在，检查传感器元件(7)的时间信号曲线的一部分，其中，时间信号曲线的所述部分包含在这个喷射循环的一个时间搜索窗口(F，Fl，F2)中，其中，所述时间搜索窗口如此地选择，即它此外含有一个预期的打开时间点(OPP2)或一个预期的关闭时间点(OPP4)，其中，控制单元(1)被设置用于，基于特征信号，只要在时间信号曲线的所述部分中可以探测到该特征信号，确定这个喷射循环的实际打开时间点和/或实际关闭时间点，
其中，控制单元(1)此外被设置用于，依据确定的实际打开时间点和/或依据确定的实际关闭时间点确定用于一个随后的喷射循环的喷射阀(2)的至少一个调节参量的至少一个实际值，
其特征在于，
控制单元(1)被设置用于，只要对于这个喷射阀(2)在时间信号曲线的所述部分不能够探测到所述特征信号，在随后的喷射循环中实施一个搜索方法并且对于这个搜索方法确定一个用于这个喷射阀(2)的调节参量的起始值，和确定用于这些随后的喷射循环中每一个喷射循环的调节参量的实际值作为这个起始值和一个属于这个随后的喷射循环的增量值的和，其中，随后的喷射循环的增量值在搜索方法的过程中在数值上增大，随后的喷射循环的增量值具有交替的符号。
15.根据权利要求14所述的喷射系统，其特征在于，喷射阀(2)的致动器(4)具有设计成压电元件(5)的驱动装置。
16.根据权利要求14所述的喷射系统，其特征在于，喷射阀(2)的传感器元件(7)是喷射阀(2)的致动器(4)的压电元件(5)。
17.根据权利要求14-16中任一项所述的喷射系统，其特征在于，传感器元件(7)的特征信号是电测量参量的波动。
18.根据权利要求14-16中任一项所述的喷射系统，其特征在于，控制单元(1)被设置用于，实施根据权利要求1至13中任一项所述的方法。
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