用于喷射燃料到内燃机中的方法和装置的制造方法
【专利说明】用于喷射燃料到内燃机中的方法和装置
[0001]本发明涉及一种用于喷射系统的调节方法，具有至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀。此外本发明涉及一种根据并列权利要求的前序部分的相应的喷射系统。
[0002]这种调节方法用于，在反复发生的喷射循环中如此地控制喷射系统的至少一个喷射阀，在这些喷射循环的每个喷射循环中喷射阀被如此地打开和再关闭，即处于压力下的燃料尽可能精确地按照喷射速率的一个以前确定的时间曲线喷射到内燃机中。
[0003]由于喷射速率的实际的时间曲线以及由此相应实际喷射的燃料量尤其取决于喷射阀的实际的打开和关闭时间点，因此通过按照这种类型的调节方法或按照这种类型的喷射系统，喷射阀的打开时间点和/或关闭时间点借助于传感器元件测量和接着在控制喷射阀时在随后的喷射循环中考虑测量的打开时间点和/或测量的关闭时间点，以便控制或减小喷射方法的一个或多个调节参量的调节偏差。例如打开时间点以及关闭时间点可以是调节方法的调节参量。理论打开时间点和/或理论关闭时间点通常依据瞬时要求的喷射量和/或依据瞬时要求的喷射速率的时间曲线被确定。
[0004]喷射阀，也经常称为喷射器，包括封闭元件，其例如可以设计成喷嘴阀针，和致动器，借此可以使得封闭元件在关闭位置和上止挡之间运动。如果封闭元件在关闭位置上，喷射器关闭并且不进行燃料喷射。在关闭位置上封闭元件通常坐落在喷射阀的下止挡上并且关闭喷射阀的全部喷射口。为了打开喷射器，借助于致动器从关闭位置出发将封闭元件抬起，由此以这种方式释放一个、多个或每个喷射口并且通过释放的喷射口进行燃料的喷射。封闭元件可以抬起最大直到所述上止挡，其因此限定封闭元件相对于关闭位置或相对于下止挡的最大的升程高度。在下面打开时间点应该理解为这样的时间点，在该时间点封闭元件碰撞到上止挡上(达到最大的阀针升程)和关闭时间点应该理解为这样的时间点，在该时间点封闭元件碰撞在关闭位置上，即碰撞在下止挡上。喷射循环的其它的特征性的时间点是这样的时间点，在该时间封闭元件离开关闭位置，和这样的时间点，在该时间封闭元件离开上止挡(在最大的升程高度时关闭运动的开始)。按照其时间顺序，这些时间点用0PP1, 0PP2，0PP3 和 0PP4 表示。
[0005]为了能够测量打开时间点和/或关闭时间点(0PP2和/或0PP4)，喷射阀包括传感器元件，其中通过封闭元件碰撞在关闭位置上或上止挡上触发特征信号。为了能够探测这些特征信号，它们相应地也称为传感器元件的打开信号或关闭信号，传感器元件的时间信号曲线被探测和评价。这一般地包括中间储存时间信号曲线。一般地已知的喷射系统或喷射阀为此目的具有数据存储器，但是其存储容量通常不足够探测传感器元件的输出信号的全部时间曲线。由于这个原因以及其它的原因，例如为了加速和/或简化随后的数据评价，不储存传感器元件的全部的时间信号曲线和接着检查特征信号的存在，而是仅仅部分的时间信号曲线，其包含在一个或多个预定的时间搜索窗口中。在此情况下这些搜索窗口如此地选择，即它们包含一个给定的喷射循环的预期的关闭时间点和/或预期的打开时间点。
[0006]但是如果现在对于一个给定的喷射循环实际的关闭时间点或实际的打开时间点在时间上位于相应的搜索窗口之外，那么一般地不可能检测到所属的特征信号和确定打开时间点或关闭时间点。没有检测到特征信号在下面也称为特征信号或关闭信号或打开信号的损失或简称调节损失。这种调节损失可以例如导致，喷射系统接着仅仅还能够在紧急运行模式下继续运行。
[0007]因此提出的任务是改善已知的调节方法和喷射系统的可靠性和稳定性。尤其应该改善喷射阀的打开和关闭时间点的测量。
[0008]按照本发明，这个任务通过按照独立权利要求的一种调节方法和一种喷射系统解决。调节方法和喷射系统的扩展方案和专门的实施方式由从属权利要求给出。
[0009]在按照本发明的用于喷射系统的调节方法中，喷射系统具有至少一个用于喷射燃料到内燃机中的喷射阀，其尤其是用于在此处建议的类型的喷射系统，在反复发生的喷射循环中和依据喷射阀的调节参量的实际值(即所谓的实际调节值)借助于喷射阀的致动器使喷射阀的封闭元件运动。封闭元件在实际打开时间点碰撞到喷射阀的上止挡上和/或在实际关闭时间点碰撞在喷射阀的关闭位置上(碰撞到下止挡上)。在封闭元件碰撞在关闭位置或碰撞到上止挡上的这个时刻，通过喷射阀的传感器元件触发一个特征信号。
[0010]在至少一个喷射循环期间(通常在多个期间或甚至在每个期间)，传感器元件的时间信号曲线被探测和在喷射循环的一个时间搜索窗口中含有的信号曲线部分被针对特征信号的存在进行检查。该时间搜索窗口短于该喷射循环和如此地选择，即它包含一个预期的打开时间点，在此预期封闭元件碰撞在止挡上，和/或一个预期的关闭时间点，在此预期封闭元件碰撞在关闭位置上。如更下面描述的，每个喷射循环也可以设置两个(或更多个)在时间上相互分开的时间窗口，其中一个例如包含预期的打开时间点和另一个包含预期的关闭时间点。
[0011]只要特征信号在时间信号曲线的所述部分中被检测到，则基于特征信号确定这个喷射循环的实际打开时间点和/或实际关闭时间点。接着依据确定的实际打开时间点和/或依据确定的实际关闭时间点确定用于随后喷射循环之一的喷射阀的调节参量的实际值，通常在减小调节偏差的条件下。用语“依据”例如可以理解为“在使用下”、“在评价之后”或“基于”。通常在此情况下一个参量作为测定、计算或确定另一个参量的基础。
[0012]在喷射阀的所述调节参量中，例如可以涉及到致动器的控制时间点，致动器的充电开始，致动器的放电开始，致动器的充电持续时间，电流强度或电压，借此对致动器通电流或控制。但是也可能的是，调节参量是多维的，即通过调节矢量给出，它的项(输入)通过一个或多个所述调节参量给出。控制矢量的实际值因此应该理解为它的项的实际值。
[0013]例如可能的是，依据一个前面的喷射循环的实际打开时间点确定预期的打开时间点和/或依据一个前面的喷射循环的实际关闭时间点确定预期的关闭时间点。如开头所述，可以规定，预期的打开时间点是理论打开时间点，即打开时间点是一个调节参量。附加地或备选地，可能的是，预期的关闭时间点是理论关闭时间点，即关闭时间点是一个调节参量。在这种情况下，为了减小调节偏差，控制参量的实际值如此地选择，即实际打开时间点尽可能精确地对应于理论打开时间点和/或实际关闭时间点尽可能精确地对应于理论关闭时间点，即使相应的调节误差最小化。在这种情况下即在实际关闭时间点和理论关闭时间点之间的偏差被用作调节方法的调节偏差或实际打开时间点与理论打开时间点的偏差。这意味着，依据属于一个给定的喷射循环的调节偏差，即在实际关闭时间和理论关闭时间之间(或实际打开时间和理论打开时间之间)的差，如此地修正一个随后的喷射循环的控制参量的实际值，即调节偏差被减小。
[0014]喷射阀的致动器例如可以设计成压电致动器并且具有压电元件作为驱动装置。压电致动器，尤其是直接地驱动的压电致动器，例如在EP1760305A1中描述的，特别好地适用于使封闭元件精确地和无延迟地运动。备选地致动器也可以具有磁性的驱动装置，它为此目的例如可以包括电磁线圈和永久磁铁。
[0015]最好致动器的驱动装置，即例如压电元件或致动器的磁性驱动装置，同时也用作传感器元件。在压电元件的情况下所述时间信号曲线例如可以是在压电元件上抽取的电流信号和/或电压信号。相应地可以在磁性驱动装置的情况下在线圈上的感应的电流和/或感应的电压用作时间信号曲线和相应地抽取和评价。也可以的是，在使用传感器元件的时间信号曲线下确定另外的(通常电的)测量参量的时间曲线，它们例如表征喷射阀，致动器，致动器的驱动装置和/或封闭元件的瞬时状态。在此可以例如在压电元件的情况下涉及到电容量，储存在压电元件中的静电能量，充电电流强度，放电电流强度或压电元件的电压或由这些测量参量确定的另一个参量。在封闭元件碰撞在关闭位置或碰撞到上止挡上时，在这些测量参量中出现特征性的波动，其因此可以用作特征信号，其用于确定有关的喷射阀的关闭时间点和/或打开时间点。
[0016]对于本发明现在决定性的是，只要对于一个给定的喷射循环特征信号在时间信号曲线的所述部分中，即它包含在所述搜索窗口中，没有被检测到，即出现调节损失，在随后的喷射循环中实施一个在下面描述的搜索方法。这个搜索方法如此长时间的实施，直到该丢失的特征信号在这些随后