CN108884771B - 用于确定压电驱动的喷射器中的伺服阀关闭时间的方法以及燃料喷射系统 - Google Patents

Abstract

描述了用于确定压电驱动的喷射器中的伺服阀关闭时间的方法以及燃料喷射系统。在所述方法中，在停止压电致动器的放电阶段之后，压电致动器被用作传感器，并且获取压电致动器处的电压分布。在该上下文中，在放电阶段结束之后，通过将压电致动器处的对应反馈信号与设定点值进行比较来评估电压上升，其中压电致动器的放电时间被改变，直到反馈信号对应于设定点值，以便以此方式获得最佳放电时间。之后，伺服阀关闭时间被限定为最佳放电时间的导出值。燃料喷射系统包括被设计成执行上述方法的控制单元。

Description

用于确定压电驱动的喷射器中的伺服阀关闭时间的方法以及 燃料喷射系统

技术领域

本发明一方面涉及用于确定压电驱动的喷射器中的伺服阀关闭时间的方法，并且另一方面涉及其中使用这样的方法的燃料喷射系统。

背景技术

这样的方法包括燃料喷射系统，其具有至少一个压电喷射器，尤其是压电柴油喷射器。这样的压电喷射器具有压电致动器，其以间接方式（即经由伺服阀）激活喷射器的关闭元件。在具有伺服阀的这样的喷射器中，被喷射的燃料量基本上由伺服阀的打开周期限定。在该上下文中，基于用作传感器的压电致动器的电反馈信号来测量伺服阀的打开时间。然而，使用该方法可能无法测量伺服阀的关闭时间，因为在该上下文中，作用在压电致动器上的力的幅值过低。因此，在该上下文中，仍然不确定伺服阀的打开周期。

已知基于如下三个信息项来估计伺服阀的关闭时间：

-伺服阀打开时间，

-被施加到压电致动器的电能量，因为该能量与压电致动器的形状变化相关，和

-放电时间。

然而，这种估计方法被各种干扰因素影响并且是相对不准确的。例如，无法实现+/-5μs的准确性（喷射量的所需准确性的典型值）。

发明内容

因此本发明基于如下目标，即提供一种在开始时描述的类型的方法，其允许特别准确地设定被喷射的燃料量。

所述目标在特定类型的方法的情况下借助于下述步骤根据本发明来实现：

执行喷射过程并且停止压电致动器的放电阶段；

使用压电致动器作为传感器并且检测压电致动器处的电压分布（profile）；

通过将压电致动器处的对应反馈信号与设定点值进行比较来评估放电阶段结束之后的电压上升；

改变压电致动器的放电时间，直到反馈信号对应于设定点值，以便获得最佳放电时间；以及

将伺服阀关闭时间限定为相对于最佳放电时间的限定偏移。

在伺服操作的喷射器中，在致动器和伺服阀之间存在机械或液压连接。在压电致动器的情况下，压电致动器能够被用作传感器来测量阀空间中的压力分布，特别是尤其在伺服阀的关闭阶段期间。在该阶段期间，伺服阀空间中的压力从轨道压力的近似5至10%上升到高达轨道压力。

为了准确地测量压力的这种上升，在根据本发明的方法中，放电阶段被停止并且获取在压电致动器处测量的电压分布。因为压电致动器必须主要关闭伺服阀，所以压电致动器的对应放电时间必须足够长以便关闭伺服阀。另一方面，放电时间必须足够短以便允许测量压力上升的至少一部分。根据本发明，现在要确定正确的放电时间。

在短的放电时间的情况下，信号质量良好，但是由于极短放电时间导致的伺服阀的延迟关闭的风险高。另一方面，在长放电时间的情况下，信号质量差。

为了确定适当的放电时间，根据本发明，在放电结束之后评估压电致动器处的电压上升。在该上下文中，对应的反馈信号与设定点值进行比较，并且放电时间被改变，直到反馈信号对应于设定点值。之后获得最佳放电时间。

之后，伺服阀关闭时间被限定为相对于最佳放电时间的限定偏移。之后被确定的伺服阀关闭时间于是能够被用于设定被喷射的燃料量，从而导致能够改善关于被喷射的燃料量的准确性。

在压电致动器处的电压上升的幅值优选作为电压上升被测量。

根据本发明的方法能够在具有压电喷射器（尤其是压电柴油喷射器）的车辆的驱动操作期间被执行。因此进行伺服阀关闭时间的车载检测。这种车载测量被用于调整喷射器的控制，以便减少被喷射的燃料量的容差。

本发明还涉及一种燃料喷射系统，其具有至少一个压电驱动的喷射器和控制单元，其特征在于所述控制单元被设计成执行上述方法。在该上下文中，特别地由控制单元确定的伺服阀关闭时间因此被用于设定被喷射的燃料量。

附图说明

下文参考结合附图的示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：

图1示出了根据本发明的方法的各单独的步骤的流程图；

图2示出了三幅图，其示出了压电电压对不同放电时间的依赖关系；

图3示出了在最佳放电时间期间示出压电电压的图；以及

图4示出了根据放电时间示出反馈信号的图。

具体实施方式

这里描述的示例性实施例涉及车辆的燃料喷射系统，其设置有至少一个压电柴油喷射器和控制单元。对应的压电柴油喷射器具有压电致动器，其激活用于打开和关闭喷嘴针的伺服阀。这里描述的方法涉及确定压电柴油喷射器的伺服阀关闭时间。

在方法的步骤1中，在该上下文中，执行常规喷射过程，其具有压电致动器的随后放电阶段以关闭伺服阀，其中放电阶段被停止。根据步骤2，压电致动器被用作传感器，并且在放电阶段结束之后获取压电致动器处的电压分布。

根据步骤3，由于将压电致动器处的对应反馈信号与设定点值进行比较，在放电阶段结束之后评估对应的电压上升。最后，在步骤4中，改变压电致动器的放电时间，直到反馈信号对应于设定点值，以便以此方式获得最佳放电时间。在步骤5中，伺服阀关闭时间被限定为相对于最佳放电时间的限定偏移。

因此，该方法涉及确定最佳放电时间。在图2中，示出三幅图，其中每幅图各自示出压电电压对时间的依赖关系，特别是在左图中是在短放电时间的情况下，在中图中是在最佳放电时间的情况下，并且在右图中是在长放电时间的情况下（在每种情况下均针对原始信号和滤波后的信号）。在该上下文中，显而易见的是，在图2的左图中的短放电时间的情况下，在放电过程结束之后紧接着发生相当长且强烈的电压上升。在中图（最佳放电时间）中，在放电过程结束之后紧接着发生电压上升。在右图中，实际上没有检测到电压上升（由于蠕动电流效应（creeping current effect）而仅有小的电压上升）。

显而易见的是，在短放电时间的情况下，存在良好的信号质量，但是在伺服阀关闭过程中的延迟风险高。在长放电时间的情况下，信号质量差。使用中图获得最佳信号质量。

图3示出了基本对应于图2的中图并且代表最佳放电时间（原始信号和滤波后的信号）的图。

图4示出结合对应的最佳条件的反馈信号对放电时间的依赖关系。

Claims (5)

1.一种用于确定压电驱动的喷射器中的伺服阀关闭时间的方法，包括如下步骤：

(1)执行喷射过程并且使压电致动器的放电阶段停止；

(2)将所述压电致动器用作传感器并且检测所述压电致动器处的电压分布；

(3)通过将所述压电致动器处的对应反馈信号与设定点值进行比较，从而评估所述放电阶段结束之后的电压上升；

(4)改变所述压电致动器的放电时间，直到所述反馈信号对应于所述设定点值，以便获得最佳放电时间；并且

(5)将所述伺服阀关闭时间限定为相对于所述最佳放电时间的限定偏移；

其中：

当放电时间等于最佳放电时间时，在放电过程结束之后紧接着发生电压上升；

当放电时间短于最佳放电时间时，在放电过程结束之后紧接着发生相当长且强烈的电压上升；

当放电时间长于最佳放电时间时，实际上没有检测到电压上升。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：在所述压电致动器处的所述电压上升的幅值作为电压上升被测量。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述方法在具有压电驱动的喷射器的车辆的驱动操作期间被执行。

4.一种具有至少一个压电驱动的喷射器和控制单元的燃料喷射系统，其特征在于：所述控制单元被设计成执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

5.根据权利要求4所述的燃料喷射系统，其特征在于：由所述控制单元确定的所述伺服阀关闭时间因此被用于设定被喷射的燃料量。

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