[发明专利]控制内燃发动机燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法

说明书

本发明涉及一种用于控制燃料喷射器的压电致动器的方法，该方法包括以下步骤：向致动器施加第一标称充电(Qc)，以便打开用于喷射燃料的喷射器的阀装置；通过将放电(Qd)施加到致动器以便关闭阀装置而命令喷射器关闭以停止燃料的喷射；以及在第一标称充电之外，在第一标称充电的施加之后且在包括命令喷射器关闭的步骤之前将称为极化充电的至少一个第二充电(Qp)施加到致动器，以便在喷射器的打开阶段期间和在燃料向燃烧室内的喷射期间使压电致动器极化。

技术领域

本发明涉及一种用于控制车辆的内燃发动机的燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法，所述至少一个压电致动器作用于阀装置，以便打开或关闭喷射器，从而分别允许或停止燃料向发动机的燃烧室的喷射，该方法包括以下步骤：

●根据所请求的扭矩和发动机速度向压电致动器施加第一标称充电，以便打开用于向燃烧室喷射燃料的喷射器的阀装置，所述第一标称充电是打开喷射器所需的并且被称为标称控制充电，

●通过将放电施加到压电致动器而指令喷射器的关闭，以便停止燃料的喷射。

背景技术

已经知道使用压电致动器来指令使用汽油或粗柴油类燃料操作的内燃发动机中的喷射器的打开和关闭。

压电致动器主要地由限定预定长度的陶瓷构件的叠堆以已知方式构成，所述陶瓷构件具有在电场的作用下引起该长度改变并且在机械应力的作用下逆向地产生电场的性质；该叠堆在止挡件和阀装置之间布置在喷射器中，并且总体上以如下方式操作：当利用电压将充电施加到压电致动器时，致动器的长度增加并且打开喷射器的阀装置，这会将燃料在压力下释放到燃烧室中。在休息状态下，也就是说，在阀装置的关闭位置，在压电致动器和阀装置之间存在游隙，以便确保该阀装置的关闭并且防止燃料朝燃烧室的失控泄漏。

为了稳定并且具有可再现的行为，压电致动器必须在参考值下被极化，这种极化在致动器的生产期间和发动机在车辆中被操作之前在出厂时进行。这样的极化称为初始极化，其涉及通过称为极化电压的预定电压将充电在同样为预定的时间内施加到压电致动器的端子，这导致端子的晶体结构在施加在压电叠堆上的电场的方向上定向，该方向对应于其中压电致动器的尺寸变化为所需的方向。在压电叠堆的端子处的这种初始极化电压被抑制之后，叠堆保持剩余极化状态以供后续使用。

然而，当在内燃发动机中使用时，压电致动器具有丧失该初始极化的趋势，特别是由于车辆的大量城市使用，这种城市使用涉及低的发动机速度和因此用于在低燃料压力下控制喷射器的低的标称电压，该电压大大低于极化电压。这是因为施加到压电致动器以便打开喷射器的标称电源电压或控制电压的值根据所需要的扭矩和发动机速度而调整。特别地并且在适用时，该值根据对抗喷射器的阀装置的打开的燃料压力的值和更一般地打开喷射器的阀装置所需的能量而调整。例如通过电压供应至压电致动器的充电的这种调整因此特别地根据由燃料压力施加的阻力而被优化，并且因此防止或旨在减少喷射器在比该阻力大得多的用于打开阀装置的力的施加动作下的咔嗒声。喷射器的咔嗒声基本上是压电致动器在其在用于打开喷射器的指令的作用下延伸期间移动至机械抵接时的冲击的结果。

应当注意，特别地用于利用在高压下的柴油燃料操作的内燃发动机的喷射器优选地构造成使得燃料的压力以这样的方式被使用：即，在喷射器的关闭位置中，该压力施加在阀装置的侧面，这将阀装置保持在抵接在其阀座上的位置。此外，指令喷射器的打开所需的充电可被调整，以防止由喷射器的这种打开生成的噪音盖过一般的发动机噪音而被听见，也就是说，喷射器的标称打开电压的图根据发动机速度而在出厂时建立。

其它使用情况，例如发动机的温度的增加/减少的反复循环或压电致动器长时间不使用(该时间对应于车辆的长期不动的时间)，也可能随时间推移而引起压电致动器的极化的改变。