[发明专利]用于探测喷射量偏差和矫正喷射量的方法以及喷射系统

说明书

本发明涉及一种用于在内燃机中例如通过共轨系统进行喷射时探测喷射量偏差的方法。本发明还涉及一种用于矫正这种系统中的喷射量的方法以及一种能实施这两种方法中的至少一种方法的喷射系统。

在例如用在共轨系统中的喷射器内，利用执行器控制燃料喷射到内燃机气缸的燃烧室中。这种执行器例如可以是压电晶体堆垛。

可以按照如下方式对喷射进行控制：例如通过控制阀使得燃料从喷射器的高压区域流入到喷射器的低压区域中。利用在这种情况下产生的压力差可以打开喷射器喷嘴，从而将燃料喷射到燃烧室中。这里按照如下方式对喷嘴的打开和封闭进行控制：执行器仅仅间接地、通过压力差使得一个或多个喷射孔打开和/或封闭。

现在的问题是，如果例如打开了高、低压区域之间的阀，以便实现对于打开喷嘴或喷射孔必需的压力改变，则在高压区域和/或低压区域中就会出现压力波动。还有很多其他效应会影响对高、低压区域中的压力的调节和改变。特别是还可能在低压区域中存在不可控的且不可预料的气泡，或者由于压力波动而产生气泡，这些气泡会影响压力情况。这种压力变化可以归因于阀、执行器和其他在控制喷射时共同作用的组件。

高压区域和/或低压区域中的不可控的压力情况会对喷射量产生影响，因为执行器的作用通过高和/或低压区域中的燃料借助于压力变化传递到能打开和关闭用于喷射的喷射孔或喷嘴的机构上。因而如果每次喷射时的压力情况并不相同或者确切地已知，则对执行器的给定控制会导致不同的喷射量，这取决于高和/或低压区域中的压力情况。尤其至关重要的是，在对执行器进行给定控制时，不同的压力情况会使得喷射孔或喷嘴速度不同地且时间长短不同地打开。

因此，本发明的目的是，提出一种能探测喷射量的偏差的方法。发明目的还在于，提出一种能在存在偏差时矫正喷射量的方法。本发明的目的还在于提出一种能实施本发明的方法的喷射系统。

根据本发明，采用一种具有权利要求1的特征的用于探测喷射量偏差的方法、一种具有权利要求13的特征的用于矫正喷射量的相应方法以及一种具有权利要求17的特征的喷射系统，即可实现所述目的。本发明的有利改进可由从属权利要求的特征得到。

根据本发明，采用如下方式探测至少一个喷射量的至少一个偏差：确定至少一个参数的至少一个值与预先给定的值和/或给定值的至少一个偏差，其中该参数控制喷射器的至少一个执行器和/或表示至少一个执行器的至少一种状态。即如果执行器在喷射期间在高和/或低压区域中出现了不同的状况，则有不同的力反作用于该执行器，致使该执行器进行不同的运动。如果例如低压区域中的压力较高，则会有较大的力通过压力作用到执行器上，该力与由执行器施加的力一起叠加成合力。喷射量取决于该合力。如果由于压力情况不同于预先给定的情况而使得该合力相对于其给定值有偏差，则喷射量相对于预先给定的值也有偏差。现在可以利用如下事实：通过高和/或低压区域中的压力施加在执行器上的力对执行器的状态有影响，由此反作用于能控制执行器和/或能显示执行器状态的参数。

作为执行器，特别是考虑采用电磁执行器和压电执行器。压电执行器可明显更精确地受控制，因而是优选的。在这种情况下可特别明显地看到由于不同的压力情况引起的影响。

针对测量的参数来确定偏差，作为这种参数，特别是考虑采用至少一个施加在执行器上的电压、至少一个流到执行器中或流经执行器的电流、流到执行器中的电荷、流到执行器中的能量以及执行器的电容。如果执行器是压电执行器，则执行器上的电压、执行器中的电流、流到执行器中的电荷、流到执行器中的能量以及执行器的电容是优选的参数。

如果由于高压区域或低压区域中的压力波动而在执行器上作用有附加的力，则该附加的力使得在执行器的输入端之间形成附加的电压，该附加电压与必要时施加的电压相叠加。

在执行器是压电执行器时，尤其执行器的电容也相对于参考状态发生改变，如果由于压力情况而在该执行器上施加有不同于参考状态的或附加的力。这使得流入到执行器中的电荷和/或能量相对于参考状态改变。因而通过测量这些参数就能推断出由于在高压区域和/或低压区域中的压力情况而施加的力和/或该力与给定值的偏差。于是，存在这种偏差可以表明喷射量有偏差。

特别是在多次喷射时会产生由不可控的压力情况引起的众多问题。尤其是通过快速进行的相继的多次喷射，会在第二次喷射和后续喷射中产生一些能改变压力情况的效应。然而恰恰对于多次喷射来说重要的是，多次喷射的各次喷射相互间关系正确。因此优选的是，为了探测喷射量的偏差，确定两次喷射之间的相应参数的值的偏差。在这里，在多次喷射的第一次喷射时的参数的值优选为预先给定的值或参考值(给定值)。