KR20010033032A - 연료 분사 장치용 압전 작동기를 연속 제어하는 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 다른 조작 상태에서 일정한 작동기 기능을 가지는 내연 기관에서 밸브 개폐시기를 위한 압전 작동기를 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면 이것은, 제어 유닛(2)에 의해 제어되고 전하 발생기(3)에 의해 생성되는 압전 스택으로 전달된 전하량이 전기 조절 변수이고 압전 작동기(1)에 영향을 미치는 내연 기관의 작동 상태가 센서(4)에 의해 감지되고 전하량 제어를 매개 변수화하기 위해 제어 유닛(2)으로 공급되므로 달성된다. 본 발명은 내연 기관을 위한 연료 분사 시스템에서 압전 작동기를 계속 제어하는데 사용될 수 있고, 압전 스택의 길이는 전기 조절 변수를 수단으로 바꿀 수 있으며 이런 길이 변화에 의해 분사 시스템에서 연료 밸브는 작동한다.

Description

연료 분사 장치용 압전 작동기를 연속 제어하는 장치{DEVICE AND CONSTANT CONTROL OF PIEZOELECTRIC ACTUATORS FOR FUEL INJECTION SYSTEMS}

내연 기관의 연료 분사 밸브를 제어하기 위해서, 선행 기술에 의하면 피에조(piezo)가 쌓여있는 압전 작동기를 사용하는데, 이것은 전기 제어 전압에 따라 길이가 바뀌고, 밸브를 작동하는 역할을 한다(DE A1 195 31 652). 압전 작동기에서, 작동 주기 중에 피에조 스택의 신장 및 전하량을 수용하는 피에조 스택에 적용되는 전압량 사이에서 뚜렷한 이력 효과가 발생한다. 이런 유전체 이력 현상 때문에, 압전 작동기로부터 연료 분사 밸브의 설정된 운동을 아주 정확하게 유지할 수 있다.

또, 부하 및 온도처럼 바뀌는 엔진의 작동 상태와 피에조 스택의 마모 때문에 작동기를 계속 제어하는 것은 어렵다.

본 발명은 청구항 1항의 서문에 따른 연료 분사 장치용 압전 작동기를 연속 제어하는 장치에 관련된다.

본 발명은 도면을 참고로 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

도 1 은 압전 작동기를 연속 제어하는 장치의 블록 선도.

본 발명의 목적은 다른 작동 상태에서도 계속 작동기 기능을 가지는 엔진의 밸브를 제어하는 압전 작동기를 제공하는 것이다.

이 목적은 본 발명에 따라 특허 청구항 1항의 특징에 의해 해결된다. 본 발명의 다른 개선점은 하위 청구항에서 알 수 있다.

피에조 세라믹에 수용된 전하량이 신장에 반하여 작용한다면, 전하와 발생된 신장 사이에서 어떠한 유전체 이력 현상도 결정될 수 없다. 전하를 수용해야 하는 전기 전압과 수용된 전하 사이에서 이력 현상만 발생한다.

신장 곡선 S(Q)는 -여기에서 S는 세라믹의 상대 신장을 나타내고 Q는 세라믹에 의해 수용된 전하량을 나타낸다- 2차 방정식 S = a(Q-Q₀)²를 따르는 수학 함수에 의해 표현될 수 있다.

이런 사실이 주어졌을 때, 전하 수용을 정확하게 제어함으로써 계속해서 압전 작동기의 추진 기능을 유지하는 본 발명에 따른 과정이 제시된다. 연료 압력과 엔진 온도와 같은 작동기에 대한 외부 기계적/열적 양의 영향은 본 발명에 따라 제거되는데 왜냐하면 이것은 센서를 통하여 감지되고 작동기 제어부에서 매개변수로서 입력되기 때문이다. 이런 센서는 현 엔진 제어부에서 일반적이다. 피에조 작동기의 노화는 센서로 작동 시간을 측정함으로써 보상될 수 있다.

도면에 도시된 장치는 압전 작동기(1), 제어 유닛(2), 전하 발생기(3) 및 센서(4)로 구성된다.

상기 전하 발생기(3)는 피에조 작동기(1)의 피에조 스택(블록선도에 도시되지 않음)의 길이를 바꾸는 제어 유닛(2)에 의해 정해진 전하량 ΔQ를 옮긴다. 상기 제어 유닛(2)은 제어 유닛(2)에서 비휘발성 저장 장치에서 사용된 피에조 스택의 전형적인 신장 곡선 S = a(Q-Q₀)²로부터 전하량을 계산한다. 또, 현재 엔진의 용도 및 작동 상태는, 센서(4)에 의해 감지되고 신장 곡선의 컴퓨터로 지지되는 매개변수화에 사용되는 제어 유닛에 공급된다. 본원의 실시예에서, 엔진 온도 T, 연료 압력 P 및 작동 시간 h는 용도 및 작동 상태로서 측정된다.

도시된 실시예에서, 전하 발생기(3)는 시간-조절된 전원으로서 설계된다. 전원에 의해 방출되는 전하량 ΔQ를 제어하기 위해서 켜짐 시간 Δt는 제어 유닛(2)에 의해 계산되고 전원으로 공급된다. 전원 대신에, 시간이 경과함에 따라 특정 전류 곡선을 발생시키는 제어 가능한 다른 전하 발생기가 사용될 수 있다.

Claims (3)

1. 연료 분사 시스템에서 연료 밸브의 축 방향 운동을 일으키도록 전기 조종 변수로 피에조 스택의 길이는 바꿀 수 있는, 엔진을 위한 연료 분사 시스템에서 압전 작동기를 연속 제어하는 장치에 있어서, 전기 조종 변수는 전하 발생기(3)에 의해 발생되고 제어 유닛(2)에 의해 전하량에 대해 제어되는, 길이를 바꾸도록 피에조 스택에 전달된 전하량(ΔQ)이고, 압전 작동기(1)에서 작동하는 엔진의 조작 및 사용 조건은 센서(4)에 의해 감지되고 전하량 제어를 매개 변수화하도록 제어 유닛(2)에 공급되는 것을 특징으로 하는 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 전하 발생기(3)는 제어 유닛(2)에 의해 시간이 경과함에 따라 계속 제어되는 전원인 것을 특징으로 하는 장치.
3. 제 1항 또는 2항에 있어서, 엔진 온도 T, 연료 압력 P와 작동 시간 h는 조작 및 사용 조건으로서 측정되는 것을 특징으로 하는 장치.