CN107787400B - 用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法和装置 - Google Patents

用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法和装置 Download PDF

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Abstract

描述了用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法和装置。基于喷射器的控制弹簧腔室中的特征压力分布来确定喷射器的喷嘴针阀的闭合时间。通过相继地提前开始致动后续喷射的时间，逐步地减小后续喷射的喷射间隔，并继续观察控制弹簧腔室中的压力分布，从如下的最后逼近步骤获得最小喷射间隔，在所述最后逼近步骤中，仍能够在特征压力分布中检测到前一喷射的喷嘴针阀的闭合。利用该方法，有可能特别精确地确定最小喷射间隔。

Description

用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法和装置
技术领域
本发明涉及用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法。
背景技术
喷射器的相继喷射彼此相互影响，特别是当时间间隔小的时候。如果期望实现尽可能最小的喷射间隔，在前一脉冲的喷嘴针阀再次闭合之前，具有伺服阀的喷射器的致动器必须已经被装载以用于后续脉冲。
可通过对最小液压喷射间隔的常规的可靠的校准来防止两个相继喷射的混并。然而，这样的防范措施不是最佳的，因为其潜在地导致停顿时间（不喷射时间）受到不必要地损失。此外，这里存在如下的风险：尽管使致动脉冲分离，但仍然可以在一个单次喷射中混合有两个喷射率。
为了能够满足在最小可实现喷射间隔方面的日益严格的要求，需要的是对部件的变化以及老化效应进行检测和补偿的新概念。
发明内容
本发明基于如下目的：提供前文所描述的类型的方法，所述方法允许对最小液压喷射间隔的特别精确的确定。
根据本发明借助于特定类型的方法来实现该目的，所述方法包括以下步骤：
基于喷射器的控制弹簧腔室中的特征压力分布来确定喷射器的喷嘴针阀的闭合时间；
相继地提前开始致动后续喷射的时间，逐步地减小后续喷射的喷射间隔，并且同时继续观察控制弹簧腔室中的压力分布；以及
从如下的最后逼近步骤获得最小喷射间隔，在所述最后逼近步骤中，仍可以在特征压力分布中检测到前一喷射的喷嘴针阀的闭合。
根据本发明的方法涉及压电伺服喷射器，在所述压电伺服喷射器中，压电致动器通过施加电压而伸长，并作为结果压电致动器作用在控制阀（伺服阀）上，控制阀（伺服阀）对喷嘴针阀进行控制以喷射燃料。特别地，压电致动器作用在使控制弹簧腔室打开的控制活塞上，经由所述控制弹簧腔室作用于所述喷嘴针阀上。沿相对的方向，布置在控制弹簧腔室中的弹簧引起控制弹簧腔室的闭合。
在根据本发明的方法中，现在将基于喷射器的控制弹簧腔室中的特征压力分布来确定喷射器的喷嘴针阀的闭合时间。在喷嘴针阀的闭合运动期间，事实上在控制弹簧腔室中出现可检测到的压力下降，所述压力下降由喷嘴针阀刚好在撞击于针阀座上之前的加速导致。当在针阀座中使喷嘴针阀闭合或制动的时刻，在弹簧腔室中产生压力尖峰。
根据本发明检测特征点，并从中确定喷嘴针阀的闭合时间。
在根据本发明的方法的另一步骤中，相继地提前开始致动后续喷射的时间，逐步地减小后续喷射的喷射间隔。在该背景下，进一步观察控制弹簧腔室中的压力分布。最小喷射间隔从如下的最后逼近步骤获得，在所述最后逼近步骤中，仍可以在特征压力分布中检测到前一喷射的喷嘴针阀的闭合。
根据本发明，最小液压喷射间隔因此通过检测针阀发生闭合的区域中的物理分布（控制弹簧腔室中的压力）来确定。作为结果，与针阀的闭合时间相关的不同老化效应（空冲程变化、针阀座几何形状变化）的结果可得到考虑。一方面，以这种方式，可校准最小停顿时间。另一方面，可确保在喷射器的使用寿命期间的系统性能。
借助于根据本发明执行的对最小液压喷射间隔（即，在两次喷射不相互影响的情况下可能达到的两个喷射过程之间的最小间隔）的确定，例如可能的是，执行关于部件的变化和老化效应的对应的适应性措施。以这种方式，例如所获得的最小喷射间隔可被用作后续多次喷射的基础。
在根据本发明的方法的一种发展中，借助于压电致动器根据已知的信号评估来测量控制弹簧腔室中的压力分布。这可例如通过如DE 10 2008 023 373 A1中所描述的方式来执行。根据该概念，基于压电建模来描述压电力的分布。该分布的最大值的位置描述伺服阀打开的时间，其中，该绝对值与阀打开所需要的力相关。作为结果，借助于该信息，可在最小液压喷射间隔的区域中反映上述控制弹簧腔室中的特征压力分布。
根据本发明的方法可在对喷射器的校准的范围内执行。因此有可能将此方法作为测量设置中对喷射器进行测量的过程的一部分来执行。然而，根据本发明的方法通过动态地调整正常的后续喷射也可在相关联的内燃发动机的操作期间执行。以这种方式，可实现例如最小停顿控制过程，即进行控制以便获得两个喷射过程之间的最小间隔，而该两个过程没有相互影响。
特别地，在该背景下，可在正在进行的喷射器操作期间确定最小喷射间隔，而无需适应性脉冲。在该背景下，正常喷射的位置动态地改变，所述正常喷射被尽可能靠近地发射，也就是说具有最小喷射间隔。然后，在压电致动器的使能阶段期间，来评估上文所描述的物理关系。
根据本发明的方法也可在适应性运行（Adaptionslaufes）的范围内执行。然后利用经适应的值执行该操作直到下一适应性运行，所述下一适应性运行在特定的操作时间（例如每1000 km）之后或在特定的操作点（例如每当车辆起动时）时得到相应循环地执行。
本发明还涉及被设计成执行上面所描述的方法的装置。
这里所使用的术语“控制弹簧腔室”意图包括：用于作用在喷嘴针阀上的单个空间，该空间可利用控制阀元件（伺服阀元件）打开和闭合并且具有布置在其中的弹簧；控制阀元件和弹簧布置在其中的弹簧腔室；以及用于作用在喷嘴针阀上的下游控制腔室。
附图说明
下面基于示例性的实施例并且结合附图详细地解释了本发明，在附图中：
图1示出了喷射器的详细视图，其中，在左侧图示出处于闭合状态的喷射器，并且在右侧图示出处于打开状态的喷射器；以及
图2示出了一图表，所述图表示出了弹簧腔室压力分布。
具体实施方式
图1示出喷射器的详细视图，根据本发明的用于确定最小液压喷射间隔的方法利用所述喷射器来执行。所述喷射器为压电伺服喷射器，其具有作用在控制阀2或伺服阀的控制活塞1上的压电致动器（未图示）。控制阀2借助于控制活塞1的运动来打开和闭合弹簧腔室3，控制活塞1的运动由压电致动器的伸长和收缩而引起，弹簧定位在弹簧腔室3中，弹簧沿相对的方向作用在控制阀2上。控制腔室4布置在弹簧腔室3的下游，压力经由控制腔室4施加到喷嘴针阀5，以便执行相应的喷射过程。
图1中左手侧的图示示出了处于闭合状态的喷射器，在该闭合状态中，没有发生喷射且控制阀是闭合的，而右手侧图示示出了处于打开状态的喷射器，控制阀打开，正在执行喷射。
在根据本发明的方法中，现在将基于喷射器的控制弹簧腔室中的特征压力分布来确定喷射器的喷嘴针阀5的闭合时间，其中，弹簧腔室压力分布在该示例性的实施例中得到检测。
图2示出了相对于时间绘出的弹簧腔室压力分布。明显的是，在喷嘴针阀的闭合运动期间，在弹簧腔室中出现可检测到的压力下降DA，压力下降DA由喷嘴针阀刚好在撞击于针阀座上之前的加速导致。当在针阀座中使喷嘴针阀闭合或制动的时刻，在弹簧腔室中产生压力尖峰DS。
根据本发明检测对应的特征点，并从中确定喷嘴针阀的闭合时间。
在另一步骤中，对开始致动后续喷射的时间进行相继地提前ZV，逐步地减小后续喷射的喷射间隔。在该背景下，进一步观察弹簧腔室中的压力分布。最小喷射间隔从如下的最后逼近步骤获得，在所述最后逼近步骤中，仍可以在特征压力分布中检测到前一喷射的喷嘴针阀的闭合。

Claims (8)

1.一种用于确定压电伺服喷射器的最小液压喷射间隔的方法，包括以下步骤：
基于所述喷射器的控制弹簧腔室中的特征压力分布来确定所述喷射器的喷嘴针阀的闭合时间；
通过相继地提前开始致动后续喷射的时间，来逐步地减小后续喷射的喷射间隔，并同时继续观察所述控制弹簧腔室中的压力分布；以及
从如下的最后逼近步骤获得最小喷射间隔，在所述最后逼近步骤中，仍能够在所述特征压力分布中检测到前一喷射的喷嘴针阀的闭合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所获得的最小喷射间隔被用作后续多个喷射的基础。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，借助于压电致动器根据已知的信号评估来测量所述控制弹簧腔室中的压力分布。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法在对所述喷射器的校准的范围内执行。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法作为测量设置中对所述喷射器进行测量的过程的一部分来执行。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述方法通过动态地调整正常的后续喷射在相关联的内燃发动机的操作期间执行。
7.根据权利要求1-2以及5中的任一项所述的方法，其特征在于，利用所述方法执行最小停顿控制过程。
8.一种用于执行如前述权利要求中的任一项所述的方法的装置。
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