[发明专利]用于操作内燃发动机的喷射系统的喷射器的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用内燃发动机的喷射系统的压电直接驱动器来操作喷射器的方法，其中，喷射器的压电致动器被驱动以采用电流分布使后者充电用于打开喷射器的喷嘴针。

背景技术

本文所使用的术语“压电直接驱动器”在此背景下旨在包括没有伺服阀的驱动，即例如借助于杠杆系统的纯机械驱动或采用液压传动装置进行驱动。

在此类驱动器中，喷射器的喷嘴针在打开后强烈加速，使得当存在喷嘴针的机械冲击（在机械驱动器系统的情况下）或者当存在液压平衡点（在液压平衡系统的情况下）时，喷嘴针振荡几次并且引起特征曲线脉动（ripple）。因此，降低在此范围内的量的准确度。

发明内容

为了消除这个问题，在机械驱动器系统的情况下，已经尝试检测相应冲击点并且避免该范围用于喷射时间的执行。

本发明基于提出可行的开始所描述类型的方法的目标，其中能够以特别准确的方式防止或至少减少喷嘴针的上述特征曲线脉动。

此目标是由指定类型的方法以此方式实现，使得在喷嘴针的打开之前或之后以及在针的机械冲击或针的液压平衡点之前，用于使压电致动器充电的电流首先迅速降低到这样的程度，使得作用在喷嘴针上的作用力的总和在小的针升程（部分升程）的情况下变成接近零，并且在以恒定或斜坡形的方式采用低电流控制该充电之后直到达到设定点能量。

特别地，作用在喷嘴针上的作用力是压电致动器的作用力、喷嘴针的弹簧作用力以及液压作用力。因此，在这一点上不发生进一步的加速并且存在恒定的速度。

本文提到的内燃发动机的喷射系统具有高压蓄能器（轨），在高压下喷射器从该蓄能器被供给燃料。

本发明基于以此方式改变用于使压电致动器充电的电流分布的原理，使得防止上述特征曲线脉动。该方法确保了喷嘴针在开始时很快打开，以便于达到快速解除节流。这里确保在例如从50微米开始的相对高的针升程的情况下，针速度变低并且在冲击点或平衡点之前减少到最小值，这样减少或消除相对应的针在冲击点/平衡点时的过冲（overshoot）。因此，极大地消除了不利的特征曲线脉动或S形。

特别地，在根据本发明的方法的情况下，压电致动器首先以I_high（I_高，即高电流）的电流进行充电，且然后迅速减小。具体地，在此背景下，在相对于针的打开时间的延迟之后，将电流设定为低值I_low（I_低，即低电流），直到针已经达到特定的针升程（部分升程），作用在针上的作用力之和在此点对应于接近零。此特定的针升程（部分升程）例如是如上所述的接近50微米。以此方式选择此升程中的值，使得一方面针座解除节流至较大程度，并且在另一方面，针升程仍然具有足够的距离直到结束位置用于采用电流来控制针升程。

然后将电流再次设定至不同的值。在已达到特定的针升程（部分升程）之后，在此背景下优选地以此方式设定电流，使得针升程以具有限定梯度的斜坡形方式上升至结束位置，而在此背景下不会在冲击点/平衡点处引起特征曲线脉动（在这里很大程度地减少针的动能）。在座的解除节流之后采用减缓斜坡方式控制针升程直到结束位置也带来了喷射速率中的缓慢增加，这也有利于燃烧。

代替斜坡形的控制，在此背景下，也能够以此方式控制电流使得电流保持恒定直到达到设定点能量。

优选地，针打开时间的设定点值和规定的电流值I_high两者实现为轨压力的函数。

根据本发明，能够采用相对于针的打开时间的正或负延迟来实施操作。在延迟的负值的情况下，电流在针打开之前已经减少（从I_high到I_low）。

优选地，电流在接近针打开时间时保持恒定。以这种方式，能够精确地确定针打开时间。

在根据本发明的方法的具体实施例的情况下，（额外地）基于压电电压信号检测针打开时间。当针打开时，压电致动器由座的解除节流所释放，并且引起小的电压下降，其叠加在由电流引起的上升电压上。以这种方式，能够确定针打开时间。