KR20180048782A

KR20180048782A - 자동 압전 스트로크 조절

Info

Publication number: KR20180048782A
Application number: KR1020187008459A
Authority: KR
Inventors: 크리스토퍼 부르조; 마이클 고먼; 알란 알. 루이스; 컬처 3세 크로웰
Original assignee: 노드슨 코포레이션
Priority date: 2015-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-05-10
Also published as: CN107921460A; US20180221910A1; JP2018526210A; KR102536445B1; JP6836584B2; CN107921460B; EP3344399B1; EP3344399A1; WO2017040648A1; US10646893B2

Abstract

분사 프로파일을 교정하는 단계는, 미충돌 및 충돌 위치들 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 전압을 인가하는 단계, 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계, 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계, 및 인가된 전압을 조절하도록 기준점을 사용하는 단계를 포함한다. 또 다른 방법은 분사 시스템을 교정하도록 기계적 스토퍼를 사용한다. 이러한 방법은 미충돌 및 충돌 교정 위치들 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계, 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계, 전압 및 위치 교정 데이터들을 발생시키는 단계, 이러한 데이터를 사용하여 마스터 기준점을 설정하는 단계, 및 압전 액튜에이터 및 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하도록 마스터 기준점을 사용하는 단계를 포함한다. 분사 시스템을 작동시키는 다른 방법은 사용자가 제어 구성 요소에 정보를 입력하는 단계를 포함한다. 다른 방법은 분사 밸브의 하나 이상의 구성 요소의 예방적 유지 보수를 위하여 압전 액튜에이터에 관련된 전압 데이터 및 위치 데이터를 사용하는 단계를 포함한다.

Description

자동 압전 스트로크 조절

관련 출원의 상호 참조

본원은 그 전체 내용이 참조에 의해 본원에 통합되는 2015년 8월 31일자 출원된 미국 가출원 제62/211,961호에 대해 우선권을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 점성 유체의 작은 액적을 기판 상에 피착하기 위한 비접촉, 분사 분배기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하나 이상의 압전 소자에 의해 작동되는 이러한 형태의 분배기에 관한 것이다.

비접촉 점성 물질 분배기들은 종종 미량의 점성 물질, 즉 50 센티푸아즈를 초과하는 점도를 가지는 점성 물질들을 기판 상에 도포하도록 종종 사용된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은, "비접촉"은 분사 분사기가 분배 공정 동안 기판과 접촉하지 않는 경우를 의미한다. 예를 들어, 비접촉 분사 분배기들은 인쇄 회로 기판과 같은 전자 기판 상으로 다양한 점성 물질을 도포하도록 사용된다. 전자 기판에 도포되는 점성 물질들은 예로서 범용 접착제, 납땜 페이스트, 납땜 플럭스, 납땜 마스크, 서멀 그리스(thermal grease), 뚜껑 밀폐제(lid sealant), 오일, 캡슐화제, 포팅 화합물(potting compounds), 에폭시, 다이 부착 유체, 실리콘, RTV 및 시아노아크릴레이트를 포함하지만 이에 한정되지 않는다.

점성 물질을 비접촉식 분배기로부터 기판 상으로 분배하기 위한 특정 용도는 아주 많다. 그 중에서도, 반도체 패키지 조립체에서, 언더필, 볼 그리드 어레이(ball grid array)들에서의 납땜 볼 보강, 댐 앤 필(dam and fill) 작업, 칩 캡슐화, 언더필링 칩 스케일 패키지(underfilling chip scale package)들, 캐비티 필 분배(cavity fill dispensing), 다이 부착 분배, 뚜겅 밀봉 분배, 비유동 언더필링, 플럭스 분사, 열 화합물 분배를 위한 적용이 존재한다. 표면 실장 기술(SMT) 인쇄 회로 기판(PCB) 생산의 경우 표면 실장 접착제, 납땜 페이스트, 전도성 접착제 및 납땜 마스크 물질이 선택적 플럭스 분사뿐만 아니라 비접촉식 분배기에서 분배될 수 있다.

분사 분배기는 일반적으로 분배기의 출구 오리피스로부터 점성 물질의 액적을 분사하는 동안 샤프트 또는 태핏(tappet)을 시트를 향해 반복적으로 움직이기 위한 공압 또는 전기 액튜에이터를 포함한다. 전기 작동 분사 분배기들은 특히 압전 액튜에이터를 사용할 수 있다. 밸브 시트와 접촉하는 밸브 폐쇄 구조물(valve closure structure)을 사용하여 유체를 정밀하게 분사하는 것은, 노즐의 출구로부터 유체 물질의 소량(dot)을 효율적으로 배출하도록 규정된 스트로크(변위) 및 속도를 사용하여 샤프트가 밸브 시트와 접촉하는 것을 요구한다. 변위 및 속도 곡선은 총체적으로 운동 프로파일(motion profile)을 형성한다. 스트로크, 속도 및 밀봉력은 밸브 폐쇄 구조물과 밸브 시트 사이의 충격의 지점이 정확하게 알려지고 측정될 때 가장 잘 제어된다. 유체 물질의 누출을 방지하도록 밀봉부를 발생시키기 위해 밸브 시트와 샤프트의 충돌 후에 충분한 힘이 있어야 한다. 그러나, 너무 큰 힘을 가하면 구성 요소들에 대한 과잉 마모, 또는 심지어 손상을 유발할 것이다.

단지 수 마이크로미터의 변화도 유체 분배기의 성능에 영향을 미친다. 전형적으로, 이러한 조절은 나사를 조절하는 것과 같은 기계적 수단을 통해 사용자에 의해 수동으로 수행된다. 이러한 수동 공정은 여러 번의 반복을 필요로 하지만, 여전히 필요한 성능을 위해 운동 프로파일을 정밀하게 조절하지 못한다. 그러므로, 유체 분배기의 성능 및 세팅을 최적화하도록 밸브 시트에 대한 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 결정하고, 부응하여 유체 분배기의 운동 프로파일을 조절할 필요가 계속 존재한다.

적어도 이러한 이유들 때문에, 이들 및 다른 문제들을 다루는 분사 시스템 및 방법을 제공하는 것이 필요할 것이다.

한 실시예에서, 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 압전 액튜에이터를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와, 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 압전 액튜에이터에 인가된 전압을 조절하도록 기준점을 사용하는 단계를 또한 포함한다.

다른 실시예에서, 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 압전 액튜에이터, 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 교정 데이터를 발생시키는 단계를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 교정 데이터를 발생시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 전압 및 위치 교정 데이터를 사용하여 마스터 기준점을 설정하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 압전 액튜에이터, 밸브 폐쇄 구조물 및 밸브 시트 중 적어도 하나의 마모를 결정하도록 마스터 기준점을 사용하는 단계를 또한 포함한다.

또 다른 실시예에서, 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 압전 액튜에이터, 및 미충돌 교정 위치에서 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 교정 데이터를 발생시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 교정 데이터를 발생시키는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 전압 및 위치 교정 데이터를 사용하여 마스터 기준점을 설정하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 시트의 마모를 결정하도록 기준점을 마스터 기준점과 비교하는 단계를 포함한다.

또 다른 실시예에서, 사용자에 의해 분사 시스템을 작동시키는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 압전 액튜에이터, 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함한다. 상기 방법은 사용자에 의해 제어 구성 요소 내로 유체 형태(fluid type)를 입력하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 사용자에 의해 제어 구성 요소 내로 분사 주파수(jetting frequency)를 입력하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 사용자에 의해 제어 구성 요소 내로 액적 크기를 입력하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 것에 의해 마스터 교정(master calibration) 프로파일을 결정하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 제어 구성 요소를 사용하여 분사 시스템에 마스터 조절 프로파일을 적용하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 밸브 시트에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 것에 의해 교정된 분사 프로파일을 결정하는 단계를 또한 포함한다. 상기 방법은 교정된 분사 프로파일을 분사 시스템에 적용하는 단계를 또한 포함한다.

또 다른 실시예에서, 분사 시스템에서 유지 보수를 수행하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 압전 액튜에이터 및 밸브 폐쇄 구조물을 포함한다. 상기 방법은 제1 위치와 제2 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 전압 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 밸브 폐쇄 구조물의 위치는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 감지된다. 위치 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 전압 데이터와 위치 데이터는 예방적인 유지 보수를 위해 사용된다.

또 다른 실시예에서, 분사 시스템을 위한 분사 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘을 포함한다. 상기 방법은 사용자로부터 밸브 폐쇄 구조물의 바람직한 스트로크 길이의 입력을 수신하는 단계를 포함한다. 밸브 폐쇄 구조물이 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압이 인가된다. 전압 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 밸브 폐쇄 구조물의 위치는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 감지된다. 위치 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 적어도 부분적으로 전압 데이터 및 위치 데이터에 기초하여, 기준점이 결정된다. 상기 방법은 적어도 부분적으로 전압 데이터 및 위치 데이터에 기초하여, 밸브 폐쇄 구조물의 필요한 스트로크 길이를 유발하는 밸브 폐쇄 구조물의 위치에 대응하는 최고 전압(top voltage)을 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 기준점과 최고 전압은 압전 액튜에이터에 인가되는 전압을 조절하도록 사용된다.

분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법이 개시된다. 분사 시스템은 분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함한다. 분사 분배기는 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물이 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계를 포함한다. 전압 교정 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 밸브 폐쇄 구조물의 위치는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 감지된다. 위치 교정 데이터는 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 발생된다. 상기 방법은 적어도 부분적으로 전압 교정 데이터 및 위치 교정 데이터에 기초하여, 압전 액튜에이터에 인가되는 전압에 대한 밸브 폐쇄 구조물의 변위의 비를 나타내는 기준 이득(reference gain)을 결정하는 단계를 추가로 포함한다. 적어도 부분적으로 기준 이득에 기초하여, 마모 특성은 압전 작동 메커니즘 및 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나에 대해 결정된다.

본 발명의 다양한 추가적인 특징 및 이점은 첨부된 도면과 관련하여 취해진 예시적인 실시예에 대한 다음의 상세한 설명을 검토시에 당업자에게 더욱 명백해질 것이다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 개방 위치에 있는 분사 시스템의 단면도.
도 2는 폐쇄 위치에 있는, 도 1과 유사한 확대 단면도.
도 3은 본래의 분사 프로파일과 교정된 분사 프로파일을 비교한 차트.
도 4는 본 발명의 한 실시예에 따른 분사 프로파일을 교정하는 방법의 흐름도.
도 5는 밸브 폐쇄 구조물이 개방되거나 또는 위쪽을 향해 움직이는 것을 증가된 측정 위치가 나타내는 본 발명의 실시예에 따른 분사 프로파일을 교정하는 방법의 차트.
도 6은 밸브 폐쇄 구조물이 폐쇄되거나 또는 아래쪽을 향해 움직이는 것을 증가된 측정 위치가 나타내는, 도 1의 분사 시스템을 사용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 프로파일을 교정하는 방법의 차트.
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따른 기준 카트리지의 사시도이다.
도 8은 선 8-8을 따라서 취한 도 7의 기준 카트리지의 사시 단면도.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 도 7 및 도 8의 기준 카트리지를 통합하는 분사 시스템의 단면도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 도 7 내지 도 9의 기준 카트리지를 사용하여 분사 시스템을 교정하는 방법의 흐름도.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 분사 프로파일을 교정하는 방법의 흐름도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 분사 프로파일을 나타내는 차트.
도 13은 밸브 폐쇄 구조물이 폐쇄되거나 또는 아래쪽을 향해 움직이는 것을 증가된 측정 위치가 나타내는, 도 1의 분사 시스템을 사용하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 분사 프로파일을 교정하는 방법의 차트.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 도 7 내지 도 9의 기준 카트리지를 사용하여 분사 시스템을 교정하는 방법의 흐름도.

도 1, 도 1a 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 분사 시스템(10)은 일반적으로 제어 구성 요소(14)와 통신 가능하게 결합된 분사 분배기(12)를 포함한다. 분사 분배기(12)는 압전 작동 메커니즘(16), 밸브 폐쇄 구조물(18), 및 밸브 시트(22)를 구비하는 노즐 허브(20)를 포함한다. 특히, 밸브 폐쇄 구조물(18)은 구동 핀(24) 및 포핏(26)을 포함한다. 분사 분배기(12)는 압력 하에서 적절한 유체 공급원(30)으로부터 유체 공급 도관(32)을 통해 유체 물질을 받는다. 구동 핀(24)은 포핏(26)의 팁(70)을 밸브 시트(22)를 향해 움직이고 일정량의 유체 물질(38)을 분배시키도록 압전 작동 메커니즘(16)의 작용에 의해 구동된다.

압전 작동 메커니즘(16)은 압전 스택(91a, 91b)(이하 압전 스택(91)으로서 총체적으로 지칭됨), 플런저(99), 및 비대칭 굴곡부(94)를 포함한다. 굴곡부(94)는 그 내부에 압전 액튜에이터 메커니즘(16)이 일반적으로 배치되는 액튜에이터 본체(98)의 일체형 부분이며, 플런저(99)에 굴곡부(94)를 연결하는 커플링 요소(97)를 포함한다. 압전 액튜에이터(34) 내에 있는 스프링(102)은 플런저(99) 및 압전 스택(91)을 압축으로 유지하도록 이러한 것들에 스프링력을 인가한다.

압전 액튜에이터(34)에 인가되는 전압이 압전 액튜에이터(34)에 의해 발생되는 힘에 비례하기 때문에, 압전 스택(91)을 포함하는 압전 액튜에이터(34)를 사용하는 것은 분사 분배기(12)가 밸브 폐쇄 구조물(18)의 매우 특정한 위치 제어를 가지는 것을 가능하게 한다. 구체적으로, 압전 스택(91)에 전압이 인가될 때, 압전 액튜에이터(34)는 팽창되거나 길어지고, 길이에서의 변화는 인가된 전압의 양에 비례한다. 이러한 비례성으로 인하여, 분사 시스템(10)은 출구(40)를 통해 분배된 유체 물질(38)의 운동 프로파일을 미세하게 제어할 수 있다. 공압 액튜에이터들은 이러한 비례성을 나타내지 않는다.

플런저(99)는 압전기 스택(91)과 비대칭 굴곡부(94)를 연결하는 기계적 인터페이스로서 기능한다. 스프링(102)이 조립시에 압축되어, 스프링(102)에 의해 발생된 스프링력은 압전 스택(91)에 일정한 부하를 인가하여, 압전 스택(91)을 프리로딩한다(preload). 금속 물질로 구성될 수 있은 비대칭 굴곡부(94)는 구동 핀(24)의 하향 팁 반대편의 구동 핀(24)의 단부가 물리적으로 고정되는 아암(100)을 가진다. 비대칭 굴곡부(94)는 압전 스택(91)의 상대적으로 작은 변위를, 압전 스택(91)의 변위보다 상당히 큰 구동 핀(24)에 유용한 변위로 변환하는 기계적 증폭기로서 기능한다.

압전 액튜에이터(34)의 압전 스택(91)은 당업계에서 통상적인 도체의 층들과 교대하는 압전 세라믹의 층들로 구성된 합판(laminate)이다. 스프링(102)으로부터의 스프링력은 압축의 정상 상태에서 압전 스택(91)의 적층된 층들을 유지한다. 압전 스택(91)의 도체들은 펄스 폭 변조, 주파수 변조, 또는 그 조합으로, 당업계에 널리 공지된 방식으로 전류 제한 출력 신호(current-limited output signal)를 공급하는 제어 구성 요소(14)와 관련된 구동 회로와 전기적으로 결합된다. 전력이 구동 회로로부터 주기적으로 공급될 때, 압전 스택(91)에 있는 압전 세라믹 층들의 치수를 변화시키는 전기장이 설정된다.

비대칭 굴곡부(94)에 의해 기계적으로 증폭된 압전 스택(91)이 겪는 치수 변화는 그 길이 방향 축에 평행한 방향으로 구동 핀(24)을 선형으로 움직인다. 압전 스택(91)의 압전 세라믹 층들이 팽창할 때, 스프링(102)은 팽창력에 의해 압축되고, 비대칭 굴곡부(94)는 고정된 선회축(fixed pivot axis)을 중심으로 선회하여, 포핏(26)으로부터 위쪽으로 멀어지는 구동 핀(24)의 움직임을 유발한다. 이러한 것은 편향 요소(39)가 밸브 시트(22)로부터 멀어지게 포핏(26)을 움직이는 것을 가능하게 한다. 구동 핀(24)은 구동 핀 가이드(50)를 사용하여 안내된다. 작동력이 제거되고 압전 스택(91)의 압전 세라믹 층들이 수축하도록 허용될 때, 스프링(102)은 팽창하고 비대칭 굴곡부(94)는 선회하여 구동 핀(24)을 아래쪽으로 움직여 포핏(26)과 접촉시켜, 포핏(26)이 밸브 시트(22)와 접촉하여 물질의 액적을 분사한다. 그러므로, 전원이 차단된 상태에서, 압전 액튜에이터(34)는 밸브를 상시 폐쇄 위치에서 유지한다. 작동시에, 비대칭 굴곡부(94)는, 급격한 속도로 액적들을 분사시키기 위해 포핏(26)과 접촉 및 비접촉으로 구동 핀(24)을 움직이도록 압전 스택(91)에 동력이 공급 및 차단됨에 따라서, 고정된 선회축을 중심으로 반대 방향으로 간헐적으로 요동한다.

일부 실시예에서, 압전 스택(91)이 팽창할 때, 구동 핀(24)이 아래쪽으로 움직여 포핏과 접촉하여 일정량의 물질이 출구(40)로부터 분배되도록, 대체로 압전 액튜에이터 메커니즘(16) 및 분배기(12)가 대안적으로 구성될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다. 역으로, 압전 스택(91)이 수축하는 것을 허용하도록 인가된 전압이 압전 스택(91)으로부터 제거될 때, 구동 핀(24)은 포핏(26)으로부터 위쪽으로 멀어지게 움직인다. 그러므로, 이러한 실시예에서, 압전 액튜에이터(34)의 압전 스택(91)에 인가된 전압은 포핏(26)을 향한 구동 핀(24)의 하향 움직임과 부합한다.

감지 디바이스(48)는 밸브 폐쇄 구조물(구동 핀(24) 및/또는 포핏(26)과 같은 그 구성 요소를 포함하는)이 압전 작동 메커니즘(16)에 의해 움직임에 따라서 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치를 감지한다. 일부 양태에서, 감지 디바이스(48)는 밸브 폐쇄 구조물(18)에 직접 또는 간접적으로 부착될 수 있다. 타겟(도시되지 않음)은 감지 디바이스(48)가 감지 디바이스(48)에 대한 타겟의 위치를 판독하도록 밸브 폐쇄 구조물(18)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 1은 구동 핀(24) 상에 배치된 라인들(도시되지 않음)을 사용하여 위치 및 운동을 판독하는 선형 엔코더인 감지 디바이스(48)를 도시한다. 그러므로, 감지 디바이스(48)는 밸브 폐쇄 구조물(18)이 움직임에 따라서 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치 및 속도가 결정되는 것을 가능하게 한다. 다른 실시예에서, 감지 디바이스(48)는 추가적으로 또는 대안적으로 포핏(26)의 위치 및 속도를 감지할 수 있다. 또한, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치 및 속도는 와전류 센서(eddy current sensor) 또는 광학 근접 센서와 같은 다양한 다른 형태의 위치 피드백 디바이스를 사용하여 측정될 수 있다.

도 2는 폐쇄 위치에 있는 분사 분배기(12)의 상세도를 도시한다. 도시된 바와 같이, 유체 카트리지(56)는 분사 분배기(12)에 부착되고, 카트리지 몸체(57), 및 특히 포핏(26)으로 도시된 밸브 폐쇄 구조물(18)의 일부를 포함한다. 도 1 및 도 2가 유체 카트리지(56)를 가지는 분사 분배기(12)를 도시하지만, 유체 카트리지(56)는 요구되지 않으며 다른 적절한 구조로 교체될 수 있다. 추가의 상세는 참조에 의해 본원에 통합되는, "유체 분사용 분사 카트리지 및 관련 방법"이라는 명칭으로 2015년 6월 4일자 출원된 출원인의 동시 계류중인 미국 특허 출원 제14/730,522호에서 알 수 있다.

도 3은 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압(즉, 전압 데이터(76))의 차트를 도시하고, 분배기의 하나의 분배 사이클을 만드는 시간 기간에 걸쳐서 도시된다. 도 3에 도시된 차트가 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압(및 그 결과적인 팽창)이 구동 핀(24)으로 하여금 아래쪽으로 움직여 포핏(26)과 접촉하게 하는, 상기된 대안적인 분배기(12) 구성으로서 간주된다는 것을 유의하여야 할 것이다. 역으로, 이러한 대안적인 구성에서의 압전 액튜에이터(34)로의 전압의 제거 또는 감소(및 그에 수반되는 수축)는 구동 핀(24)으로 하여금 위쪽으로 포핏(26)으로부터 멀어지게 움직여, 포핏(26)이 밸브 시트(22)와 결합하는 것을 가능하게 한다.

교정된 분사 프로파일(60)을 얻기 위해 본래의 분사 프로파일(58)을 조절하는 예시적인 방법을 설명하기 전에, 본래의 분사 프로파일(58) 및 교정된 분사 프로파일(60)의 양태를 먼저 기술하는 것이 유익하다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, "프로파일"은 일정 시간 기간(예를 들어, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 단일의 완전 업-다운 왕복 운동에 대응하는 시간 기간)에 걸쳐서 압전 액튜에이터(34)에 인가되는 전압의 범위를 지칭하며, 이는 완전한 분배 작업을 수행하도록 여러 번 반복될 수 있다. 본래의 분사 프로파일(58)은 일반적으로, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 방법이 분사 시스템(10)을 교정하도록 및/또는 분사 시스템(10)의 마모 정도를 확인하도록 사용되기 전에 초기 작동 프로파일을 지칭한다. 교정된 분사 프로파일(60)은 일반적으로, 상기된 방법들 중 하나 이상이 수행된 후에 결정되고, 바람직하게 포핏(26)과 밸브 시트(22)의 최적의 밀봉 결합과 관련하여 분사 시스템(10)의 개선된 작동을 나타내는 작동 프로파일을 지칭한다.

본래의 분사 프로파일(58)은 개방 프로파일(62), 온 타임(on time)(64), 및 폐쇄 프로파일(66)로 이루어지며, 다양한 다른 방식으로 생성될 수 있다. 예를 들어, 제어 구성 요소(14)와 관련된 그래픽 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 사용하여, 사용자는 시작 전압(36), 종료 전압(68), 시작 전압(36)으로부터 종료 전압(68)으로 진행하는 시간의 양, 및 천이 시간(transition time)을 선택하는 것에 의해 개방 프로파일(62)을 정의한다. 천이 시간은 개방 프로파일(62)의 시작 및 종료시에 사용되는 시간의 양이다. 폐쇄 프로파일(66)은 거의 동일한 방식으로 정의될 수 있다. 폐쇄 프로파일(66)의 종료 전압(68)은 전형적으로 개방 프로파일(62)의 시작 전압(36)과 동일하다. 사용자는 다음에 보다 상세히 설명될 밀봉 옵셋 전압(sealing offset voltage, Vso)을 또한 제공할 수 있다. 개방 프로파일(62) 및 폐쇄 프로파일(66)이 생성되었으면, 개방 프로파일(62) 및 폐쇄 프로파일(66)은 본래의 분사 프로파일(58)들의 라이브러리에 저장된다. 개방 프로파일(62) 및 폐쇄 프로파일(66)은 단일 파일로 함께 저장될 수 있다. 사용자는 본 명세서에서 사용되는 바와 같이 개방 프로파일(62)의 시작으로부터 폐쇄 프로파일(66)의 시작까지의 시간을 지칭하는 프로파일을 선택한 후에 온 타임(64)을 선택할 수 있다. 또한, 온 타임(64)은 개방 프로파일(62)과 관련된 시간(62)보다 크다.

상기된 본래의 분사 프로파일(58)을 이용하여, 예시적인 예를 제공하는 것이 유익하다. 계속해서 도 3을 참조하면, 휴지 시에, 최대 분사 프로파일 전압은 밸브 폐쇄 구조물(18)을 폐쇄 위치에 홀딩하도록 압전 액튜에이터(34)에 인가된다. 도시된 바와 같이, 개방 프로파일(62)은 폐쇄 위치에 있을 때 45 볼트에서 시작한다. 개방 프로파일(62)은 그런 다음 각각의 단부에서 75 마이크로초의 천이 시간과 함께 포핏(26)을 밸브 시트(22)로부터 멀어지게 움직이도록 200 마이크로초에서 5 볼트로 강하한다. 폐쇄 프로파일(66)과 관련하여, 예를 들어, 밸브 폐쇄 구조물(18)은 5 볼트로 개방 위치에서 밸브 시트(22)로부터 분리되고, 그런 다음 각각의 단부에서 25 마이크로초의 천이 시간과 함께 밸브 시트(22)를 향해 포핏(26)을 움직이도록 100 마이크로초에서 45 볼트로 증가한다.

상기된 본래의 분사 프로파일(58)에서, 관련 전압 측정이 지금 도 3을 계속 참조하여 설명된다. 다양한 예시적인 방법들은 본래의 분사 프로파일(58)에 기초하여 교정된 분사 프로파일(60)에서의 폐쇄 전압(Vc)을 결정하도록 사용될 수 있다. 폐쇄 전압(Vc)은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 팁(70)이 먼저 바람직하게 필요한 힘 및 속도로 밸브 시트(22)에 충돌하는 전압이다. 밀봉 옵셋 전압(Vso)은 누설없이 폐쇄하도록 밸브 폐쇄 구조물(18)의 팁(70)에 충준한 힘이 가해지는 밀봉 전압(Vs)을 달성하도록 폐쇄 전압(Vc)에 인가되는 추가 전압이다. 밀봉 옵셋 전압(Vso)은 적어도 분배되는 유체 물질(38)의 형태 및 유체 물질(38)의 압력에 좌우되며, 대체로 약 5 볼트 내지 30 볼트의 범위에 있다. 상기된 바와 같이, 밀봉 옵셋 전압(Vso)은 전형적으로 본 명세서에 기술된 방법에 걸쳐서 공지된 상수이고, 사용자에 의해 제어 구성 요소(14) 내로 초기에 입력될 수 있다. 폐쇄 전압(Vc), 밀봉 옵셋 전압(Vso), 및 밀봉 전압(Vs)은 공식 Vs = Vc + Vso를 사용하여 관계된다. 구동 핀(24) 및 포핏(26)의 하향 움직임이 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압에서의 감소에 대응하는 도 1 및 도 1a에 도시된 분배기(12)의 구성과 같은 일부 실시예에서, 밀봉 옵셋 전압(Vso)이 음의 값일 수 있다는 것을 유의하여야 한다.

폐쇄 전압(Vc)을 결정하는 예시적인 방법이 지금 고려된다. 하나의 예시적인 실시예에서, 감지 디바이스(48)가 밸브 폐쇄 구조물(18)(예를 들어, 구동 핀(24) 또는 포핏(26))의 하나 이상의 연속적인 비변화 위치를 나타낼 때, 이러한 위치들 중 제1 위치에 대응하는 전압 측정은 폐쇄 전압(Vc)을 고려한다. 또 다른 예시적인 실시예에서, 도 5에 도시되고 추후에 상세하게 설명되는 바와 같이, 폐쇄 전압(Vc)은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 대응하는 측정 위치에 대해 표시된 인가 전압의 그래프에서 제1 추세선(first trendline)(72)과 제2 추세선(74)의 교차점을 확인하는 것에 의해 결정된다. 폐쇄 전압(Vc)을 결정하는 어느 하나의 예시적인 방법을 사용하여, 기준점(RP)이 부응하여 결정될 수 있다. 기준점(RP)은 폐쇄 전압(Vc), 및 폐쇄 전압(Vc)에 대응하는 밸브 폐쇄 구조물(18)(예를 들어, 포핏(26))의 위치를 반영한다. 후술되는 예시적인 방법(400)(도 4)에서, 본래의 분사 프로파일(58)은 적어도 부분적으로 폐쇄 전압(Vc) 및/또는 기준점(RP)에 기초하여 교정된 분사 프로파일(60)을 얻도록 교정된다.

도 4는 분사 시스템(10)의 본래의 분사 프로파일(58)을 조절 또는 교정하는 예시적인 방법(400)을 도시한다. 단계(402)에서, 전압은 미충돌 위치(52)와 충돌 위치(54) 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)(예를 들어, 포핏(26))을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 인가된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 충돌 위치(54)는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 적어도 일부가 밸브 시트(22)에 물리적으로 충돌하는 위치를 지칭하는 한편, 미충돌 위치(52)는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 부분이 밸브 시트(22)에 충돌하지 않는 위치를 지칭한다. 밸브 폐쇄 구조물(18)이 미충돌 위치(52)에서 시작하여 충돌 위치(54)로 이동하는지, 또는 충돌 위치(54)에서 시작하여 미충돌 위치(52)로 움직이는지는 중요하지 않다. 두 배열 모두 적절하다.

단계(404)에서, 감지 디바이스(48)는 밸브 폐쇄 구조물(18)이 감지 디바이스(48)에 대해 움직임에 따라서 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치를 감지한다. 단계(406)에서, 제어 구성 요소(14)는, 예를 들어 감지 디바이스(48)로부터 얻은 신호를 사용하고 압전 액튜에이터(34)에 인가된 알려진 전압에 기초하여 위치 데이터(78)(도 5 또는 도 6) 및 전압 데이터(76)(도 5 또는 도 6)를 각각 발생시킨다. 추가적으로, 속도 데이터(도시되지 않음)는 밸브 폐쇄 구조물(18)이 감지 디바이스(48)에 대해 움직임에 따라서 발생될 수 있으며, 이러한 것은 전압 데이터(76), 위치 데이터(78), 및 속도 데이터를 사용하여 기준점(RP) 및/또는 폐쇄 전압(Vc)가 설정되는 것을 가능하게 한다.

단계(408)에서, 기준점(RP)은 전압 데이터(76) 및 위치 데이터(78)의 분석에 기초하여, 제어 구성 요소(14)에 의한 것과 같이 결정된다. 기준점(RP)은 전압 데이터(76) 대 위치 데이터(78)를 표시하는 것과 같은 다양한 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 위치 데이터(78)는 미충돌 및 충돌 위치 데이터들을 포함한다.

단계(410)에서, 제어 구성 요소(14)는 예를 들어, 단계(408)에서 적어도 부분적으로 결정된 기준점(RP)에 기초하여 폐쇄 전압(Vc)을 결정한다. 예를 들어, 기준점(RP)이 위치 성분과 전압 성분을 모두 포함하기 때문에, 폐쇄 전압(Vc)은 전압 성분으로부터 확인될 수 있다.

단계(411)에서, 밀봉 전압(Vs)은 적어도 부분적으로 폐쇄 전압(Vc)에 기초하여 결정된다. 예를 들어, 밀봉 전압(Vs)은 식 Vs = Vc + Vso에 따라서 폐쇄 전압(Vc) 및 밀봉 옵셋 전압(Vso)을 사용하여 결정될 수 있다. 일부 양태들에서, 밀봉 옵셋 전압(Vso)은 분배 작동을 수행하는데 사용될 수 없는 것이 이해될 것이다. 이러한 앵태에서, 밀봉 옵셋 전압(Vso)이 실질적으로 0이기 때문에 밀봉 전압(Vs)은 폐쇄 전압(Vc)과 동일하다.

단계(412)에서, 밀봉 전압(Vc)은 교정된 분사 프로파일(60)을 결정하도록 사용된다. 특히, 본래의 분사 프로파일(58)은 적어도 부분적으로 밀봉 전압(Vs)에 기초하여 교정된 분사 프로파일(60)로 시프팅된다. 예를 들어, 본래의 분사 프로파일(58)은 교정된 분사 프로파일(60)이 밀봉 전압(Vs)과 동일한 시작 전압(36) 및/또는 종료 전압(68)을 포함하도록 교정된 분사 프로파일(60)로 시프팅된다.

도 5는 본래의 분사 프로파일(58)을 교정하도록 제1 추세선(72)과 제2 추세선(74)의 교차점을 사용하는 예시적인 예를 제공한다. 압전 액튜에이터(34)로의 전압의 인가가 밸브 시트(22)로부터 멀어지게 밸브 폐쇄 구조물(18)의 상향 움직임을 유발하고, 인가된 전압에서의 제거 또는 감소가 도 1 및 도 1a에 도시된 분배기(12)의 경우에서와 같이 밸브 시트(22)를 향한 밸브 폐쇄 구조물(18)의 하향 움직임을 유발하는 것으로, 도 5에 도시된 차트가 분배기를 고려한다는 것을 유의하여야 할 것이다. 차트는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치 대 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압을 도시한다. 밀봉 전압(Vs)이 최대 분사 프로파일 전압인 도 3과 달리, 도 5에서, 밀봉 전압(Vs)은 최소 분사 프로파일 전압이다. 여기에서, 시작 전압(36)은 0 볼트이다. 밸브 폐쇄 구조물(18)은 충돌 전압(impact voltage)에 대한 전압을 사용하여 사전 결정된 위치에서 밸브 시트(22)로부터 분리된다. 도시된 바와 같이, 충돌 위치(54)에서, 밸브 폐쇄 구조물(18)은 0 내지 60 볼트의 전압 범위에서 단지 수미크론만 움직인다. 밀봉은 이러한 전압 범위에서 일어나며, 낮은 전압은 높은 밀봉력에 대응한다. 미충돌 위치(52)에서, 밸브 폐쇄 구조물(18)은 전압이 70 내지 110 볼트 범위에서 증가함에 따라서 밸브 시트(22)로부터 멀어지게 움직인다. 60 내지 70 볼트 범위에서, 밀봉으로부터 운동으로 천이한다. 밀봉 전압(Vs)이 최소 전압인 이러한 배열을 이용하여, 폐쇄 전압(Vc)은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 팁(70)이 밸브 시트(22)에 최후에 충돌하는 전압이다. 제어 구성 요소(14)는 예를 들어 충돌 위치 데이터의 실질적으로 선형 부분으로부터 제1 추세선(72), 바람직하게 선형 추세선을 발생시킨다. 제어 구성 요소(14)는 예를 들어 미충돌 위치 데이터의 실질적으로 선형인 부분으로부터 제2 추세선(74), 바람직하게 선형 추세선을 또한 발생시킨다. 구체적으로, 도 5는 y = 0.1x + 997 미크론의 제1 선형 추세선, 및 y = 3.24x + 799.4 미크론의 제2 선형 추세선을 가진다. 선형 방정식을 사용하는 추세선이 표시되고 설명되지만, 추세선은 대안적으로 고차 또는 구분 방정식(piecewise equation)을 사용할 수 있다.

계속해서 도 5를 참조하면, 제어 구성 요소(14)는 예를 들어 제1 추세선(72)과 제2 추세선(74)의 교차점을 결정한다. 이러한 교차점은 폐쇄 전압(Vc)을 가지는 기준점(RP)으로 간주된다. 기준점(RP)(및/또는 여기에서 구현된 폐쇄 전압(Vc))은 교정된 분사 프로파일(60)을 결정하도록 사용된다. 특히 도 5의 기준점(RP)은 1003.3 미크론 및 62.9 볼트에서 일어난다. 그 결과, 본래의 분사 프로파일(58)은 밀봉 옵셋 전압(Vso)(즉, 밀봉 전압(Vs))을 더한 폐쇄 전압(Vc)에 대응하는 최대 전압(또는 특정 분배기(12) 구성에 따라 최소 전압)을 포함하도록 교정된 분사 프로파일(60)로 시프팅된다. 상기된 바와 같이, 도 5에 대하여 고려된 분사 시스템에 대하여, 밀봉 전압(Vs)이 폐쇄 전압(Vc)보다 작기 때문에, 밀봉 옵셋 전압(Vso)은 음의 값이다.

도 6은 방법(400)의 적어도 일부의 실시의 또 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 특히 도 6은 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압(즉, 전압 데이터(76))에 대한 밸브 폐쇄 구조물(18)의 측정 위치(즉, 위치 데이터(78))를 표시한 차트를 도시한다. 도 6에 도시된 차트가, 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압(및 그에 따른 팽창)이 구동 핀(24)을 아래쪽으로 움직여 포핏(26)과 접촉시키는 상기된 대안적인 분배기(12) 구성으로서 간주된다는 것을 유의하여야 할 것이다.

도 6에서, 전압은 100개의 증분 단계로 20 볼트에서 110 볼트로 증가한다. 이러한 것은 각각의 단계에서 0.9 볼트(100개의 단계/(110 볼트 - 20 볼트))만큼 전압을 증가시킨다. 밸브 폐쇄 구조물(18)의 팁(70)은 폐쇄 전압(Vc)에서 밸브 시트(22)에 충돌한다. 특히, 위치 데이터(78)가 분석됨에 따라서, 하나 이상의 연속적인 비변화 위치는 이러한 위치들 중 제1 위치에서 발생된 기준점(RP)(그러므로 폐쇄 전압(Vc))을 나타낸다. 연속적인 비변화 위치의 수는 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)를 사용하여 사용자에 의해 선택될 수 있다. 이러한 제1 위치는 대략 55 볼트의 폐쇄 전압(Vc)을 가지는 기준점(RP)이다. 4개의 비변화 위치가 적절한 것으로 알려졌지만, 다소의 비변화 위치가 필요할 수 있다. 상기된 바와 같이, 본래의 분사 프로파일(58)은 적어도 부분적으로 결정된 폐쇄 전압(Vc)에 기초하여 교정된 분사 프로파일(60)로 시프팅된다.

분사 프로파일을 교정하는이 방법(400)은 많은 이점을 제공한다. 우선, 이 방법은 분사 시스템(10)들 전체에 걸쳐서 보다 일관된 분사 결과를 제공하며, 다양한 분사 시스템(10)들에 폭넓게 적용될 수 있다. 주어진 하드웨어 구성 요소 세트에서, 충돌 위치는 약 40 마이크로미터까지 변화하며, 이는 도 1의 분사 시스템(10)에 대해 약 20 볼트에 대응한다. 이러한 것은 단일 분사 프로파일을 사용하여 다수의 분사 시스템(10)에 대한 분사 프로파일을 한정하려고 시도할 때 특히 문제가 된다. 대신에, 이 방법은 각각의 개별 분사 시스템(10) 및 분사 시스템(10) 내의 하드웨어 구성 요소의 각각의 특정 구성을 위해 피크 전압 및 충돌 전압이 조절되도록 허용한다. 마찬가지로, 개별 구성 요소들을 함께 교정하는 것에 의해, 구성 요소의 허용 오차 요건이 줄어들 수 있고, 이는 차례로 하드웨어 구성 요소와 관련된 제조 비용을 감소시킨다.

이러한 방법은 밸브 시트(22), 밸브 폐쇄 구조물(18), 및 압전 작동 메커니즘(16)과 같은 하드웨어 구성 요소의 마모 및 관련 교체 비용을 감소시킬 수 있다. 또한, 예방적인 유지 보수 루틴의 부분으로서 주기적으로 이러한 방법을 사용하는 것에 의해, 방법(400)은 하드웨어 구성 요소들의 마모가 상대 위치 설정 및 폐쇄 전압(Vc)을 변화시키기 때문에 분사 시스템(10)의 수명에 걸쳐서 보다 일관된 분사를 제공한다. 이러한 것은 밸브 폐쇄 구조물(18)이 개방 동안 밸브 시트(22)로부터 이동하는 거리, 밸브 폐쇄 구조물이 밸브 시트로부터 분리되어 있는 시간의 양, 및 밸브 폐쇄 구조물(18)이 폐쇄 시에 밸브 시트와 강하게 접촉하는 속도가 분사 공정의 체적과 일관성에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 폐쇄 전압(Vc)에 대한 분사 프로파일을 교정하는 것에 의해, 이러한 것은 분사 시스템(10)의 수명 내에서 성능의 일관성을 향상시킨다. 또한, 밸브 시트(22)가 전형적으로 밸브 폐쇄 구조물(18)과 반복적인 접촉으로 인하여 더욱 빨리 마모되기 때문에, 밸브 시트(22)는 예를 들어 압전 작동 메커니즘(16) 또는 밸브 폐쇄 구조물(18)과 같은 다른 구성 요소보다 먼저 교체될 필요가 있다.

이러한 방법(400)은 본래의 분사 프로파일(58)이 분배되는 유체 물질(38)의 특정 재료 특성을 고려하여 교정되는 것을 가능하게 한다. 예를 들어, 저점도 유체 물질로 충돌 속도를 감소시키고 밀봉력을 증가시키는 것이 바람직하다. 이러한 것은 출구(40)로부터 유체 물질(38)을 충분히 배출시키는데 필요한 속도가 감소되기 때문이다. 또한, 저점도 유체 물질에 대하여, 출구(40)를 통한 유체 물질(38)의 의도하지 않은 누출을 방지하기 위해 밀봉력을 증가시키는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 저점도 유체 물질은 일반적으로 약 100 센티푸아즈의 점도를 가진다. 반대로, 고점도의 유체 물질에 대하여, 충돌 속도를 증가시키는 한편 밀봉력을 감소시키는 것이 바람직하다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 고점도 유체 물질은 일반적으로 약 1000 센티푸아즈보다 큰 점도를 가진다.

또한, 도 7 내지 도 9는 분사 시스템(10)이 기준 카트리지(80)를 통합하는 다른 예시적인 실시예를 도시한다. 특히, 도 7 및 도 8은 실린더(82), 기계적 스토퍼(84), 및 홀더(86)를 포함하는 기준 카트리지(80)를 도시한다. 기준 카트리지(80)는 바람직하게 특정의(brand) 새로운 유체 카트리지(56)와 동일한 위치에 위치된다. 도시된 바와 같이, 기계적 스토퍼(84)는 바람직하게 고도의 정밀도로 제조되는 공지된 치수의 블록이다.

기준 카트리지(80)를 분사 시스템(10)에 통합하는 것은 유체 카트리지(56)와 분사 분사기(12)의 나머지 사이의 상대적인 마모를 결정하는 "마스터 교정"을 제공한다. 기준 카트리지(80)는 밸브 폐쇄 구조물(18) 및/또는 압전 작동 메커니즘(16)과 같은 시스템(10)의 다른 구성 요소들의 마모를 결정하도록 또한 사용될 수 있다. 도 9가 구동 핀(24)으로서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 도시하지만, 밸브 폐쇄 구조물(18)은 예를 들어 포핏들, 니들들, 플런저들 및/또는 볼과 같은 당업자에게 공지된 요소들의 임의의 적절한 조합을 포함할 수 있다.

도 10은 미충돌 교정 위치에 있는 밸브 폐쇄 구조물(18)로부터 사전 결정된 거리에 위치된 기계적 스토퍼(84)를 가지는 기준 카트리지(80)를 사용하여 분사 시스템(10)을 교정하기 위한 예시적인 방법(1000)을 도시한다. 단계(1002)에서, 특히 포핏(26)으로서 도 1에 도시된 밸브 폐쇄 구조물(18)의 일부를 포함하는 유체 카트리지(56)는 분사 시스템(10)으로부터 제거되는 한편, 기준 카트리지(80)는 도 9에 도시된 바와 같이 분사 시스템(10) 내로 삽입된다. 이러한 구성 요소들을 제거하고 기준 카트리지(80)로 교체하는 것은 유체 카트리지(56)(예를 들어, 밸브 시트(22))에 의해 부과되는 가변성을 감소시키고, 보다 적은 구성 요소들로 인해 보다 정밀한 교정을 허용한다. 단계(1004)에서, 전압은 미충돌 교정 위치와 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 인가된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 충돌 교정 위치는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 적어도 일부가 기계적 스토퍼(84)에 충돌하는 위치인 반면에, 미충돌 교정 위치는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 어떠한 부분도 기계적 스토퍼(84)에 충돌하지 않는 위치이다. 밸브 폐쇄 구조물(18)이 미충돌 교정 위치에서 시작하여 충돌 교정 위치로 움직이거나 또는 충돌 교정 위치에서 시작하여 미충돌 교정 위치로 움직이는지는 중요하지 않다. 특히, 도 9는 도 1에 도시된 바와 같이 밸브 시트(22)와 접촉하는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 포핏(26) 대신에 기계적 스토퍼(84)와 접촉하는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 구동 핀(24)을 도시한다.

단계(1006)에서, 감지 디바이스(48)는 밸브 폐쇄 구조물(18)이 단계(1004)의인가된 전압에 의해 작동되는 동안 직접 또는 간접적으로 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치를 감지한다. 예를 들어, 감지 디바이스(48)는 구동 핀(24)과 같은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치를 감지할 수 있다. 단계(1008)에서, 전압 교정 데이터는 단계(1004)에서 압전 액튜에이터(34)에 인가된 공지의 전압에 기초하여 발생되고, 위치 교정 데이터는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 감지된 위치에 기초하여 발생된다. 전압 교정 데이터 및 위치 교정 데이터의 이러한 발생은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 움직임을 측정하는 것과 동시에 또는 그 후에 일어날 수 있다.

단계(1010)에서, 제어 구성 요소(14)는 예를 들어, 전압 교정 데이터 및 위치 교정 데이터를 사용하여 마스터 기준점(MRP)을 설정한다. 마스터 기준점(MRP)을 결정하는 방법은 방법(400)과 관련하여 상기된 기준점(RP)을 결정하는 방법과 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 둘 모두 폐쇄 전압(Vc)을 결정하도록 추구하지만, 이 예시적인 방법에서, 폐쇄 전압(Vc)은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 적어도 일부가 기계적 스토퍼(84)에 처음 또는 마지막(구성 요소의 배열에 따라)으로 충돌할 때 결정된다.

단계(1012)에서, 제어 구성 요소(14)는 마스터 기준점을 다음에 설명되는 바와 같은 이력 데이터(historic data)와 비교하는 것에 의해 분사 시스템(10)의 하나 이상의 마모 특성을 결정하도록 마스터 기준점(MRP)을 사용한다. 또한, 방법(1000)은 구성 요소의 마모 특성이 수용 가능한 허용 오차를 벗어날 때 또는 구성 요소가 예방적 유지 보수를 필요로 할 때 사용자에게 경보를 발하는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 제어 구성 요소(14)와 관련된 그래픽 사용자 인터페이스를 통해 경보될 수 있다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물(18)이 기계적 스토퍼(84)에 충돌하는 사이클의 횟수를 추적하는 단계, 구성 요소의 유효 수명을 결정하는 단계, 및 전압 및 위치 교정 데이터 및 사이클의 수를 사용하여 예방적 유지 보수 스케줄 및 루틴을 결정하는 단계를 또한 포함할 수 있다.

분사 카트리지(10)를 교정하기 위해 기준 카트리지(80)를 사용하는 것은 하드웨어 구성 요소들이 그 사용 가능한 수명의 종료 또는 그 부근에 있는지의 여부를 결정하는 것을 돕는다. 이러한 마스터 교정은 분사 분배기(12)의 전체적인 마모를 결정하지만, 압전 액튜에이터 메커니즘(16)과 밸브 폐쇄 구조물(18) 사이의 상대적인 마모를 결정하지는 못한다. 그러나, 기준 카트리지(80)가 새로운 것이었을 때로부터 및 다양한 다른 시간에 기준 카트리지(80)와 관련된 폐쇄 전압(Vc)을 저장하는 것은 마모 및 개선된 예방적 유지 보수의 추적을 가능하게 한다. 예를 들어, 마스터 기준점(MRP)은 일정 시간 기간 동안 다수회 결정되어 저장될 수 있다. 현재의 마스터 기준점(MRP)은 현재 결정되어, 하나 이상의 저장된 마스터 기준점(MRP)과 비교될 수 있다. 현재의 마스터 기준점(MRP) 및 하나 이상의 저장된 기준점(MRP)의 차이가 관측되면, 이러한 것은 분배기(12)의 하나 이상의 구성 요소의 마모를 나타낼 수 있다.

또한, 유체 카트리지(56) 및/또는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 교체된 구성 요소들에 대응하는 폐쇄 전압(Vc)을 기준 카트리지(80)에 대응하는 폐쇄 전압(Vc)과 비교하는 것은 밸브 시트(22)의 마모를 포함하는 유체 카트리지(56) 및/또는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 교체된 구성 요소들의 마모를 추적한다. 예를 들어, 기계적 스토퍼(84)의 상대적인 위치 설정(구동 핀에 대한)이 비마모 상태로 있는 포핏(26)의 상대적 위치와 일치하도록 기준 카트리지(80)가 구성되면, 기준 카트리지(80)에 대응하는 폐쇄 전압(Vc)과 현재의 포핏(26)에 대응하는 이전에 기록된 폐쇄 전압(Vc) 사이의 차이는 교체된 포핏(26) 및/또는 교체된 밸브 시트(22)에서의 마모를 밝힐 수 있다. 유사하게, 이러한 차이는, 예를 들어 보다 많은 전압이 동일한 거리에 걸쳐서 비마모 압전 액튜에이터(34)를 팽창시키도록 요구될 수 있기 때문에, 압전 작동 메커니즘(16)(또는 그 구성 요소)에서의 마모를 밝힐 수 있다.

다른 예시적인 실시예에서, 미충돌 교정 위치에 있는 밸브 폐쇄 구조물(18)로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치되는 기계적 스토퍼(84)를 포함하는 분사 시스템(10)을 작동시키는 사용자의 방법이 또한 개시된다. 이러한 실시예에서, 사용자는 제어 구성 요소(14)에 전자적으로 연결된 그래픽 사용자 인터페이스(도시되지 않음)를 사용하여 제어 구성 요소(14) 내로 다양한 파라미터를 입력한다. 제한이 아닌 예로서, 사용자는 유체 형태, 분사 주파수, 및/또는 액적 크기를 입력할 수 있다. 적어도 부분적으로 사용자에 의해 제공된 파라미터(들)에 기초하여, 제어 구성 요소(14)는 그런 다음 미충돌 교정 위치와 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직이도록 압전 작동 메커니즘(16)의 압전 액튜에이터(34)에 전압을 인가하는 것에 의해 교정된 분사 프로파일(60)을 결정한다. 이 실시예에서, 충돌 교정 위치는 분사 시스템(10)의 특정 구성에 따라서, 밸브 폐쇄 구조물(18)이 기계적 스토퍼(84)에 충돌하거나 접촉하는 경우에 일어난다. 방법은 제어 구성 요소(14)를 사용하여 분사 시스템(10)에 교정 프로파일을 적용하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 밸브 폐쇄 구조물(18)이 밸브 시트(22)에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 밸브 폐쇄 구조물(18)이 밸브 시트(22)에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 전압을 인가하는 것에 의해 분사 프로파일을 결정하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 교정된 분사 프로파일(60)을 분사 시스템(10)에 적용하는 단계를 포함한다. 그래픽 사용자 인터페이스 또는 청각적 소리로의 경보는 마모가 권장 수준을 초과하거나 또는 예방적 유지 보수가 요청될 때 사용자에게 경보를 발하도록 제어 구성 요소(14)에 의해 만들어질 수 있다.

도 11은 사용자에 의해 특정된 밸브 폐쇄 구조물(18)의 스트로크 길이를 사용하여 분사 시스템(10)을 교정하고 및/또는 분사 시스템(10)의 마모를 결정하는 예시적인 방법(1100)을 나타낸다. 상기 방법(1100)은 예를 들어 압전 작동 메커니즘(16), 밸브 폐쇄 구조물(18), 및/또는 분사 시스템(10)의 다른 구성 요소에서의 변화를 설명하도록 사용될 수 있다. 예를 들어, 반복된 사용 또는 제조에서의 단순한 약간의 변화로 인하여, 시스템의 "이득"이 변할 수 있다. 즉, 인가된 전압의 단위당 압전 작동 메커니즘(16)에 의해 유발되는 변위는 특정 시스템마다 변할 수 있다.

단계(1102)에서, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 바람직한 스트로크 길이는 사용자로부터 수신된다. 필요한 스트로크 길이는 예를 들어 밸브 시트(22)와의 최상부 미충돌 위치로부터 그 충돌 위치까지의 포핏(26)의 필요한 스트로크 길이를 특정할 수 있다. 일부 양태에서, 사용자는 밀봉 옵셋 전압(Vso) 또는 분사 시스템(10)의 작동에 관련된 다른 파라미터를 또한 입력할 수 있다. 방법(1100)의 단계(1102)뿐만 아니라 다른 단계들은 제어 구성 요소(14)를 통해 수행될 수 있다.

단계(1104)에서, 전압은 미충돌 및 충돌 위치들 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)(예를 들어, 포핏(26))을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 인가된다(또는 그 반대로). 단계(1106)에서, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치(들)는 밸브 폐쇄 구조물(18)이 미충돌 및 충돌 위치들 사이에서 움직임에 따라서(또는 그 반대로) 감지 디바이스(48)에 의해 감지된다. 단계(1108)에서, 단계(1104)에서 압전 액튜에이터(34)에 인가된 공지의 전압 및 단계(1106)에서 감지된 위치(들)에 기초하여, 전압 및 위치 데이터들이 발생된다.

단계(1110)에서, 기준점(RP)은 전압 및 위치 데이터들의 분석에 기초하여 결정된다. 기준점(RP)은 도 4에 도시된 방법(400) 및 도 5 및 도 6의 예시적인 예와 관련하여 상기된 것과 유사한 방식으로 결정될 수 있다. 기준점(RP)에 기초하여, 폐쇄 전압(Vc)이 추가적으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준점(RP)의 전압 성분은 폐쇄 전압(Vc)을 나타낼 수 있다.

단계(1112)에서, 전압 및 위치 데이터들은 최고 전압(Vt)을 결정하도록 분석된다. 최고 전압(Vt)은 압전 액튜에이터(34)에 인가될 때, 단계(1102)에서 사용자로부터 수신된 필요한 스트로크 길이를 제공하는 전압이다. 특히, 최고 전압(Vt)은 밸브 시트(22)에 대한 밸브 폐쇄 구조물(예를 들어, 포핏(26))의 최대 상향 이동을 제공하는 전압이며, 그러므로 용어 "최고" 전압을 의미한다. 이와 같이, 최고 전압(Vt)은 분배기(12)를 위한 분사 프로파일에 인가된 최대 전압일 수 있으며, 여기에서, 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압은 도 1 및 도 1a에 도시된 분배기(12)와 같이 밸브 시트(22)로부터 멀어지게 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직인다. 반대로, 최고 전압(Vt)은 분배기(12)를 위한 분사 프로파일에 인가된 최소 전압일 수 있으며, 여기에서, 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압은 밸브 시트(22)를 향해 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직인다.

단계(1114)에서, 폐쇄 전압(Vc) 및/또는 기준점(RP)은 본래의 분사 프로파일(58)을 제1 보정 분사 프로파일(60a)로 시프팅하도록 사용된다. 제1 교정된 분사 프로파일(60a)의 결정은 방법(400)의 단계(412) 및 도 3, 도 5 및 도 6에 제공된 예시적인 예에서 설명된 교정된 분사 프로파일(60)의 결정과 유사한 방식으로 수행될 수 있다. 예를 들어, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)은, 밀봉 옵셋 전압(Vso)이 제공되었거나 또는 그렇지 않으면 접근 가능한 경우에, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)이 폐쇄 전압(Vc)과 동등한 또는 밀봉 전압(Vs)과 동등한 시작 전압 및/또는 종료 전압을 가지도록 결정될 수 있다.

단계(1116)에서, 최고 전압(Vt)은 제2 교정된 분사 프로파일(60b)을 결정하도록 사용된다. 특히, 제2 교정된 분사 프로파일(60b)을 형성하도록 제1 교정된 분사 프로파일(60a)이 폐쇄 전압(Vc)(또는 경우에 따라 밀봉 전압(Vs))에 비해 신장되거나 압축되어서, 제2 교정된 분사 프로파일(60b)의 최소 전압(인가된 전압이 밸브 시트(22)를 향한 밸브 폐쇄 구조물(18)의 하향 움직임을 유발하는 분배기(12)에서) 또는 최대 전압(인가된 전압이 밸브 시트(22)로부터 멀어지는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 상향 움직임을 유발하는 분배기(12)에서)은 최고 전압(Vt)과 동등하다. 단계(1114) 및 단계(1116)가 도 11에 도시된 것과 역순으로 수행될 수 있다는 것을 유의해야 할 것이다. 예를 들어, 본래의 분사 프로파일(58)은 먼저 최고 전압(Vt)에 기초하여 신장 또는 수축될 수 있으며, 결과적인 프로파일은 폐쇄 전압(Vc) 및/또는 밀봉 전압(Vs)에 따라서 시프팅될 수 있다. 유사하게, 단계(1114) 및 단계(1116)는 동시에 수행될 수 있다.

도 12 및 도 13을 참조하면, 방법(1100)의 예시적인 예가 지금 제공될 것이다. 도 12는 도 3과 많은 점에서 유사하며, 본래의 분사 프로파일(58)뿐만 아니라 제1 교정된 분사 프로파일(60a) 및 제2 교정된 분사 프로파일(60b)을 도시한다. 도 13은 도 6과 많은 점에서 유사하며, 전압 데이터(76)에 표시된 측정된 위치 데이터(78)의 차트를 포함한다. 도 13의 차트는 미충돌 위치(52) 동안(즉, 밸브 폐쇄 구조물(18)이 밸브 시트(22)를 향해 움직이는) 및 충돌 위치(54) 동안의 데이터를 포함한다. 미충돌 위치 동안의 차트 라인의 구배는 이러한 특정 분배기(12)의 변위 대 전압 "이득"이 고려될 수 있다.

초기에, 사용자는 제어 구성 요소(14)를 통하는 것과 같이, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 필요한 스트로크 길이(1302)에 대해 50 마이크로미터의 입력뿐만 아니라 대략 5 볼트의 밀봉 전압 옵셋(Vso)을 제공한다. 전압은 압전 액튜에이터(34)에 인가되고, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치(들)는 감지 디바이스(48)에 의해 감지되고, 위치 데이터(78) 및 전압 데이터(76)가 부응하여 발생된다. 상기에서 보다 상세하게 설명된 방법론을 사용하여, 전압 데이터(76) 및 위치 데이터(78)는 여기에서 대략 55 볼트 및 대략 1145 마이크로미터에 대응하는 도 13에 도시된 기준점(RP)을 결정하도록 분석된다.

기준점(RP)의 폐쇄 전압(Vc)(55V)에 기초하여, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)이 결정된다. 제1 교정된 분사 프로파일(60a)은, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)의 최대 전압이 밀봉 옵셋 전압(Vso)을 폐쇄 전압(Vc)에 더한 밀봉 전압(Vc)과 동등하도록 본래의 분사 프로파일(58)을 시프팅하는 것에 의해 결정된다. 본 예에서, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)의 최대 전압은 60 볼트(55 볼트 + 5 볼트)이다.

제2 교정된 분사 프로파일(60b)은 적어도 부분적으로 최고 전압(Vt)에 기초하여 결정된다. 특히, 제2 교정된 분사 프로파일(60b)은, 제2 교정된 분사 프로파일(60b)의 최소 전압이 최고 전압(Vt)과 동등하도록 제1 교정된 분사 프로파일(60a)을 신장 또는 압축하는 것에 의해 결정된다. 최고 전압(Vt)은 도 13에서의 차트 데이터의 분석에 의해 결정될 수 있다. 예를 들어, 기준점(RP)이 이미 결정되는 것으로, 필요한 스트로크 길이(1302)(즉, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치에서의 변화)는 기준점(RP)의 위치로부터 감산될 수 있다. 여기에서, 이러한 것은 1095 마이크로미터(1145 ㎛ - 50 ㎛ = 1095 ㎛)의 위치를 유발할 것이다. 1095 마이크로미터의 위치는 1095 마이크로미터의 위치가 약 37 볼트의 최고 전압(Vt)에 대응한다는 것을 결정하도록 차트의 데이터 라인에서 교차 참조될 수 있다.

최고 전압(Vt)을 결정하기 위한 다른 기술로서, 미충돌 위치(52) 동안의 도 13의 차트 데이터는 추세선에 외삽될 수 있다. 추세선은 y = mx + c 방정식의 형태로 설명될 수 있으며, 여기에서 y는 측정된 위치이고, x는 전압이며, m은 선의 기울기이며, c는 일정한 상수이다. 최고 전압(Vt)은 상기 방정식에서 y를 1095 마이크로미터(즉, 기준점(RP)의 위치와 특정의 필요한 스트로크 길이(1302) 사이의 차이)로 설정하고, 최고 전압(Vt)을 산출하는 x를 푸는 것에 의해 결정될 수 있다. 최고 전압(Vt)을 결정하기 위한 이러한 기술 및 다른 기술은 제어 구성 요소(14)에 의해 실행될 수 있는 소프트웨어를 통해 실시될 수 있다는 것을 알 것이다.

37 볼트로 결정된 최고 전압(Vt)을 이용하여, 제1 교정된 분사 프로파일(60a)은 제2 교정된 분사 프로파일(60b)의 최소 전압이 도 12에서 알 수 있는 바와 같이 37 볼트이도록 제2 교정 분사 프로파일(60b) 내로 압축될 수 있다.

도 14는 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 미충돌 교정 위치에 있는 밸브 폐쇄 구조물(18)로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼(84)를 가지는 기준 카트리지(80)를 사용하여, 분사 시스템(10)을 교정하는 및/또는 분사 시스템(10)의 마모 특성(전기적 저하를 포함하는)을 결정하는 예시적인 방법(1400)을 도시한다.

단계(1402)에서, 유체 카트리지(56)는 분사 시스템(10)으로부터 제거되고 기준 카트리지(80)로 교체된다. 단계(1404)에서, 전압은 미충돌 교정 위치와 충돌 교정 위치 사이에서 밸브 폐쇄 구조물(18)을 움직이도록 압전 액튜에이터(34)에 인가된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 충돌 교정 위치는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 적어도 일부가 기계적 스토퍼(84)에 충돌하는 위치인 반면에, 미충돌 교정 위치는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 어떠한 부분도 기계적 스토퍼(84)에 충돌하지 않는 위치이다. 예를 들어, 구동 핀(24)은 도 1에 도시된 구성에서 밸브 시트(22)를 접촉하는 포핏(26) 대신에 충돌 위치에서 기계적 스토퍼(84)를 접촉할 수 있다.

단계(1406)에서, 감지 디바이스(48)는, 밸브 폐쇄 구조물(18)이 단계 1404의인가된 전압에 의해 작동되는 동안, 밸브 폐쇄 구조물(18)의 위치를 직접 또는 간접적으로 감지한다. 단계(1408)에서, 전압 교정 데이터는 단계(1404)에서 압전 액튜에이터(34)에 인가된 알려진 전압에 기초하여 발생되고, 위치 교정 데이터는 밸브 폐쇄 구조물(18)의 감지된 위치에 기초하여 발생된다. 이러한 전압 교정 데이터 및 위치 교정 데이터의 발생은 밸브 폐쇄 구조물(18)의 움직임의 측정과 동시에 또는 측정한 후에 일어날 수 있다.

단계(1410)에서, 기준 "이득"이 결정되며, 기준 이득은 압전 액튜에이터(34)에 인가된 전압에 대한 밸브 폐쇄 구조물(18)의 변위의 비율을 반영한다. 예를 들어, 교정 위치 및 전압 데이터가 도 6 또는 도 13에 도시된 위치 데이터(78) 및 전압 데이터(76)와 동일한 방식으로 서로에 대해 표시될 수 있기 때문에, 미충돌 교정 위치에 해당하는 차트에서의 데이터 라인은 추세선을 결정하도록 분석될 수 있다. 추세선의 구배는 부응하여 기준 이득을 나타낼 수 있다. 기준 이득은 하나 이상의 저장된 기준 이득과 현재의 기준 이득의 비교에서와 같이, 추후에 사용하기 위해 저장될 수 있다.

단계(1412)에서, 기준 이득은 밸브 시트(22), 밸브 폐쇄 구조물(18), 또는 압전 작동 메커니즘(16)를 포함하는 분배기(12) 또는 그 구성 요소의 마모 특성(전기적 저하를 포함하는)을 결정하도록 사용된다. 예를 들어, 기준 이득은 "정상" 이득을 반영하는 이득의 사전 결정된 범위에 대해 비교될 수 있다. 기준 이득이 이득의 사전 결정된 범위를 벗어나면, 이러한 것은 분배기(12) 또는 그 구성 요소가 유해한 마모를 겪었으며 유지 보수 또는 교체를 요구할 수 있다는 것을 나타낼 수 있다. 다른 예로서, 현재의 기준 이득은 동일한 분배기(12)에 대한 과거의 기준 이득과 비교될 수 있다. 현재의 기준 이득과 과거의 기준 이득 사이의 차이가 사전 결정된 임계값보다 크면, 이러한 것 또한 마모를 나타낼 수 있다. 마모 특성의 결정시에, 사용자는 제어 구성 요소(14)와 관련된 그래픽 사용자 인터페이스 또는 청각 신호를 통하는 것과 같이 통지받을 수 있다.

본 명세서에서 언급되는 바와 같이, 상기 제어 구성 요소(14)는 하나 이상의 프로세서를 가지는 임의의 형태의 처리(또는 컴퓨팅) 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 제어 구성 요소(14)는 개별 프로세서, 워크 스테이션, 모바일 디바이스, 컴퓨터, 컴퓨터들의 클러스터, 셋톱 박스, 게임 콘솔, 또는 적어도 하나의 프로세서를 가지는 다른 디바이스일 수 있다. 실시예에서, 하나보다 많은 제어 구성 요소(14)는 동일한 처리 디바이스에서 실시될 수 있다. 이러한 처리 디바이스는 소프트웨어, 펌웨어, 하드웨어, 또는 그 조합을 포함할 수 있다. 소프트웨어는 하나 이상의 응용 프로그램과 운영 체제를 포함할 수 있다. 하드웨어는 프로세서, 메모리 및/또는 그래픽 사용자 디스플레이를 포함할 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 제어 구성 요소(14)는 분배기(12)의 일부로서 및/또는 분배기(12)와 별개인 구성 요소로서 배치될 수 있다.

본 발명이 그 특정 실시예들에 대한 설명에 의해 예시되고 실시예들이 상당히 상세하게 설명되었지만, 첨부된 청구항들의 범위를 이러한 상세한 설명으로 제한하거나 임의의 방식으로 한정하도록 의도되지 않는다. 본 명세서에서 설명된 다양한 특징들은 단독으로 또는 임의의 조합으로 사용될 수 있다. 추가적인 이점들 및 변경들은 당업자에게 용이하게 나타날 것이다. 그러므로, 본 발명은 보다 넓은 측면에서의 도시되고 설명된 특정 세부 사항, 대표적인 장치 및 방법 및 예시적인 실시예에 한정되지 않는다. 따라서, 본 발명의 개념의 범위 또는 사상을 벗어나지 않고 이러한 세부 사항으로부터 만들어질 수 있다.

Claims

분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘을 포함하는 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법으로서,
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와, 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계;
상기 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계; 및
상기 압전 액튜에이터에 인가된 전압을 조절하도록 상기 기준점을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 속도 데이터를 발생시키는 단계; 및
상기 전압, 위치, 및 속도 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 기준점을 사용하는 단계는,
충돌 속도를 감소시키고 저점도 유체 물질들을 위한 밀봉력을 증가시키도록 상기 기준점을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제2항에 있어서, 상기 기준점을 사용하는 단계는,
충돌 속도를 증가시키고 고점도 유체 물질들을 위한 밀봉력을 감소시키도록 상기 기준점을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 기준점을 사용하는 단계는,
상기 압전 작동 메커니즘, 상기 밸브 폐쇄 구조물, 및 상기 밸브 시트 중 적어도 하나의 마모 특성을 결정하도록 상기 기준점을 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 감지 디바이스는 선형 엔코더를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계는,
상기 밸브 폐쇄 구조물에 직접 부착된 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계는 상기 전압 및 위치 데이터들을 표시하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제1항에 있어서, 상기 위치 데이터는 미충돌 및 충돌 위치 데이터들을 추가로 포함하며, 상기 기준점을 설정하는 단계는,
상기 미충돌 위치 데이터의 적어도 일부로부터 제1 추세선을 발생시키는 단계;
상기 충돌 위치 데이터의 적어도 일부로부터 제2 추세선을 발생시키는 단계; 및
상기 기준점을 설정하도록 상기 제1 및 제2 추세선들의 교차점을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제9항에 있어서, 상기 상기 제1 및 제2 추세선들을 발생시키고 상기 교차점을 결정하는 단계는,
상기 미충돌 위치 데이터의 선형 부분으로부터 제1 선형 추세선을 발생시키는 단계;
상기 충돌 위치 데이터의 선형 부분으로부터 제2 선형 추세선을 발생시키는 단계; 및
상기 기준점을 설정하도록 상기 제1 및 제 선형 추세선들의 교차점을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 상기 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함하는 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법으로서,
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 상기 미충돌 교정 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 교정 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 교정 데이터를 발생시키는 단계;
상기 전압 및 위치 교정 데이터들을 사용하여 마스터 기준점을 설정하는 단계; 및
상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하도록 상기 마스터 기준점을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 마스터 기준점을 사용하는 단계는,
일정 시간 기간에 걸쳐서 상기 마스터 기준점을 저장하는 단계;
현재의 마스터 기준점에 상기 저장된 마스터 기준점을 비교하는 단계; 및
상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하거나 또는 예방적 유지 보수를 예측하도록 상기 비교를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 마스터 기준점을 사용하는 단계는,
일정 시간 기간에 걸쳐서 상기 위치 및 전압 교정 데이터들을 저장하는 단계;
현재 위치 및 전압 교정 데이터들에 상기 저장된 위치 및 전압 교정 데이터들을 비교하는 단계; 및
상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하거나 또는 예방적 유지 보수를 예측하도록 상기 비교를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제11항에 있어서, 상기 압전 작동 메커니즘은,
복수의 압전 요소들을 포함하는 압전 스택; 및
상기 압전 스택과 상기 밸브 폐쇄 구조물 사이에 위치된 증폭기를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모가 허용 오차를 벗어날 때 사용자에게 경보를 발하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트를 충돌하는 사이클의 수를 추적하는 단계; 및
상기 전압 및 위치 교정 데이터들 및 상기 사이클의 수를 사용하여 상기 압전 작동 메커니즘, 상기 밸브 폐쇄 구조물, 및 상기 밸브 시트 중 적어도 하나의 유효 수명을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제16항에 있어서, 상기 압전 작동 메커니즘, 상기 밸브 폐쇄 구조물, 및 상기 밸브 시트 중 적어도 하나의 유효 수명에 대해 사용자에게 경보를 발하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제14항에 있어서, 상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트를 충돌하는 사이클의 수를 추적하는 단계;
상기 전압 및 위치 교정 데이터들 및 상기 사이클의 수를 사용하여 상기 압전 작동 메커니즘, 상기 밸브 폐쇄 구조물, 및 상기 밸브 시트 중 적어도 하나의 예방적 유지 보수에 대한 필요성을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 상기 압전 작동 메커니즘, 상기 밸브 폐쇄 구조물, 및 상기 밸브 시트 중 적어도 하나에 대한 예방적 유지 보수의 필요성에 대해 사용자에게 경보를 발하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘, 및 미충돌 교정 위치에서 상기 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함하는 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법으로서,
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계;
상기 전압 및 위치 데이터들을 사용하여 기준점을 설정하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 상기 미충돌 교정 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 교정 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 상기 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 교정 데이터를 발생시키는 단계;
상기 전압 교정 데이터 및 상기 위치 교정 데이터를 사용하여 마스터 기준점을 설정하는 단계; 및
상기 밸브 시트의 마모를 결정하도록 상기 마스터 기준점에 상기 기준점을 비교하는 단계를 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘, 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 상기 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함하는 분사 시스템을 사용자가 작동시키는 방법으로서,
사용자로부터 상기 제어 구성 요소를 통해, 유체 형태, 분사 주파수, 및 액적 크기 중 적어도 하나를 나타내는 작동 파라미터의 입력을 수신하는 단계;
적어도 부분적으로 상기 작동 파라미터에 기초하여, 상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 것에 의해 마스터 교정 프로파일을 결정하는 단계;
상기 제어 구성 요소를 사용하여 상기 분사 시스템에 상기 마스터 교정 프로파일을 적용하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 밸브 시트에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 것에 의해 교정된 분사 프로파일을 결정하는 단계; 및
상기 분사 시스템에 상기 교정된 분사 프로파일을 적용하는 단계를 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 밸브 폐쇄 구조물, 밸브 시트, 및 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘을 포함하는 분사 시스템에서 유지 보수를 수행하는 방법으로서,
제1 위치와 제2 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계; 및
상기 분사 시스템의 하나 이상의 구성 요소들의 예방적 유지 보수를 위하여 상기 전압 데이터 및 상기 위치 데이터를 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 하나 이상의 구성 요소는 상기 압전 작동 메커니즘, 상기 압전 액튜에이터, 상기 밸브 시트, 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나인 방법.
제22항에 있어서, 상기 예방적 유지 보수에 대한 필요성을 나타내는 경보를 발생시키도록 상기 전압 데이터 및 상기 위치 데이터를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제22항에 있어서, 상기 전압 데이터 및 상기 위치 데이터를 사용하는 단계는,
상기 하나 이상의 구성 요소들의 마모 특성을 결정하도록 상기 전압 데이터 및 상기 위치 데이터를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제25항에 있어서, 상기 마모 특성을 나타내는 경보를 발생시키는 단계를 추가로 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 밸브 시트, 밸브 폐쇄 구조물, 및 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘을 포함하는 분사 시스템을 위한 분사 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법으로서,
사용자로부터 상기 밸브 폐쇄 구조물의 필요한 스트로크 길이의 입력을 수신하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 밸브 시트에 충돌하지 않는 미충돌 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 밸브 시트에 충돌하는 충돌 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 데이터를 발생시키는 단계;
적어도 부분적으로 상기 전압 데이터와 상기 위치 데이터에 기초하여, 기준점을 결정하는 단계;
적어도 부분적으로 상기 전압 데이터와 상기 위치 데이터에 기초하여, 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치에 대응하는 최고 전압을 결정하여, 상기 밸브 폐쇄 구조물의 필요한 스트로크 길이를 유발하는 단계; 및
상기 압전 액튜에이터에 인가된 전압을 조절하도록 상기 기준점과 상기 최고 전압을 사용하는 단계를 포함하는 방법.
제27항에 있어서, 상기 압전 액튜에이터에 인가된 전압을 조절하도록 상기 기준점과 상기 최고 전압을 사용하는 단계는,
상기 밸브 시트와 접촉하는 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치에 대응하여, 상기 기준점에 의해 구현된 전압으로 상기 전압을 조절하는 단계; 및
상기 밸브 시트로부터 최대 거리에 있는 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치에 대응하여, 상기 최고 전압으로 상기 전압을 조절하는 단계를 포함하는 방법.
제27항에 있어서, 상기 위치 데이터는 미충돌 및 충돌 위치 데이터를 추가로 포함하며, 상기 기준점을 결정하는 단계는,
상기 미충돌 위치 데이터의 적어도 일부로부터 제1 추세선을 발생시키는 단계;
상기 충돌 위치 데이터의 적어도 일부로부터 제2 추세선을 발생시키는 단계; 및
상기 기준점을 결정하도록 상기 제1 및 제2 추세선들의 교차점을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제29항에 있어서, 상기 최고 전압을 결정하는 단계는,
싱기 기준점에서 구현된 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 필요한 스트로크 길이 사이의 차이를 결정하는 것에 의해 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 결정하는 단계; 및
상기 밸브 구조물의 위치 및 상기 제1 추세선을 사용하여 상기 최고 전압을 결정하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
분사 분배기, 및 상기 분사 분배기에 작동 가능하게 결합된 제어 구성 요소를 포함하며, 상기 분사 분배기가 압전 액튜에이터를 가지는 압전 작동 메커니즘, 밸브 폐쇄 구조물, 및 미충돌 교정 위치에서 상기 밸브 폐쇄 구조물로부터 사전 결정된 거리만큼 떨어져 위치된 기계적 스토퍼를 포함하는 분사 시스템을 위한 분사된 유체 물질의 분사 프로파일을 교정하는 방법으로서,
상기 밸브 폐쇄 구조물이 상기 기계적 스토퍼에 충돌하지 않는 미충돌 교정 위치와 상기 밸브 폐쇄 구조물의 적어도 일부가 상기 기계적 스토퍼에 충돌하는 충돌 교정 위치 사이에서 상기 밸브 폐쇄 구조물을 움직이도록 상기 압전 액튜에이터에 전압을 인가하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 전압 교정 데이터를 발생시키는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 감지 디바이스를 사용하여 상기 밸브 폐쇄 구조물의 위치를 감지하는 단계;
상기 밸브 폐쇄 구조물이 움직임에 따라서 위치 교정 데이터를 발생시키는 단계;
적어도 부분적으로 상기 전압 교정 데이터 및 상기 위치 교정 데이터에 기초하여, 상기 압전 액튜에이터에 인가된 전압에 대한 상기 밸브 폐쇄 구조물의 변위의 비를 나타내는 기준 이득을 결정하는 단계; 및
적어도 부분적으로 상기 기준 이득에 기초하여, 상기 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모 특성을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
제31항에 있어서, 상기 마모 특성을 결정하는 단계는,
일정 시간 기간에 걸쳐서 상기 기준 이득을 저장하는 단계;
현재 기준 이득에 상기 저장된 기준 이득을 비교하는 단계; 및
상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하거나 또는 예방적 유지 보수를 예측하도록 상기 비교를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제31항에 있어서, 상기 마모 특성을 결정하는 단계는,
이득의 사전 결정된 범위에 상기 기준 이득을 비교하는 단계; 및
상기 압전 작동 메커니즘 및 상기 밸브 폐쇄 구조물 중 적어도 하나의 마모를 결정하거나 또는 예방적 유지 보수를 예측하도록 상기 비교를 사용하는 단계를 추가로 포함하는 방법.