CN101094979B - 用于控制阀门的方法和用于控制具有阀门的泵-喷嘴装置的方法 - Google Patents
用于控制阀门的方法和用于控制具有阀门的泵-喷嘴装置的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101094979B CN101094979B CN2004800416793A CN200480041679A CN101094979B CN 101094979 B CN101094979 B CN 101094979B CN 2004800416793 A CN2004800416793 A CN 2004800416793A CN 200480041679 A CN200480041679 A CN 200480041679A CN 101094979 B CN101094979 B CN 101094979B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- valve
- piezoelectric actuator
- interval
- retention time
- charging
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 79
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 49
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 claims description 71
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 25
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 25
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 25
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 20
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 claims 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 6
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 20
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 19
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 13
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 7
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 7
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 5
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007726 management method Methods 0.000 description 3
- 238000011017 operating method Methods 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/20—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils
- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fuel-Injection Apparatus (AREA)
Abstract
一种阀门具有由压电促动器构成的阀门驱动装置、阀元件、阀体和阀座。对于给定的时刻使阀元件从顶靠在阀座的位置通过压电促动器的放电过程控制到离开阀座的给定位置。该放电过程分成第一放电时间间隔和衔接的保持时间间隔和衔接的第二放电时间间隔，在第一放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第一电能量，在保持时间间隔期间不控制压电促动器，在第二放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第二电能量。根据不表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线使保持时间间隔和/或第一放电时间间隔适配。相应的方法也适用于压电促动器的充电过程。
Description
本发明涉及一种用于控制阀门的方法。本发明还涉及一种用于控制具有阀门的泵-喷嘴装置的方法。该阀门具有由压电促动器构成的阀门驱动装置、阀元件、阀体和阀座。泵-喷嘴装置尤其用于将燃料输送到内燃机汽缸、尤其是柴油内燃机的燃烧室里面。对于泵-喷嘴装置，泵、具有阀门的控制单元和喷嘴单元构成结构单元。优选通过内燃机的凸轮轴借助于摇杆实现泵活塞的驱动。
所述泵通过阀门液压地耦联到低压-燃料输送装置。它在出口端与喷嘴单元液压地耦联。通过阀门和其阀门驱动装置确定开始喷射和喷射量。通过泵-喷嘴装置的紧凑结构形式得到非常微小的高压体积和大的液压刚度。即能够实现非常高的约2000bar的喷射压力。这种高喷射压力与开始喷射和喷射量的良好控制性相结合能够在内燃机中使用时在低燃料消耗的同时明显降低辐射。
由DE 198 35 494 C2已知泵-喷嘴装置，它具有泵和具有阀元件的阀门，它控制控制室与溢流通道的液压地耦联。该溢流通道液压地与泵和喷嘴单元耦联。具有输入通道，它液压地与控制室耦联。对阀元件附设压电的阀门驱动装置，通过它可以使阀元件在两个终端位置之间调整。在阀元件的第一终端位置溢流通道液压地与控制室耦联并且这个控制室再与输入通道耦联。在阀元件的第二终端位置溢流通道液压地与控制室去耦联并且使阀元件在阀门的阀座里面。
在阀元件的第一终端位置在泵的输送行程期间流体由输入通道通过控制室和溢流通道由泵吸出。在泵的泵活塞的工作行程期间在阀元件的第一终端位置流体由泵通过输入通道、控制室压回到溢流通道。在阀元件的第二终端位置在泵活塞的输送行程期间由于没有溢流通道与控制室和溢流通道的液压耦联没有流体被压回并且使泵活塞产生高压。随着超过给定的压力阈值喷嘴单元的喷嘴针打开喷嘴单元的喷嘴并且实现流体的喷射。由此确定喷射结束，阀元件通过伺服驱动装置控制在其第一终端位置并使流体通过溢流通道回流到控制室和输入通道，其结果是，使泵中的压力并由此使喷嘴单元中的压力下降，这又导致喷嘴单元的关闭。
通过泵-喷嘴装置精确配量燃料的前提是阀门的非常精确的控制性。
由EP 1179129 B1已知一种用于控制具有压电促动器的喷射阀的方法，其中在打开和关闭阀门时压电促动器开始以第一分充电以最大斜度再充电并因此执行分行程。在以给定的时间间隔再充电间歇以后压电促动器在相同的方向上以第二分充电充电到最终行程，其中第二分充电的斜度小于第一分行程的最大斜度。
本发明的目的是，实现一种用于控制阀门或具有阀门的泵-喷嘴装置的方法，它保证精确地控制阀门。
这个目的通过独立权利要求的特征得以实现。本发明的有利扩展结构在从属权利要求中给出。
本发明的特征在于一种用于控制具有阀门驱动装置的阀门的方法，该阀门驱动装置由压电促动器构成，该阀门具有阀元件、阀体和阀座.对于给定的时刻所述阀元件从与阀座顶靠的位置通过压促动器的放电过程控制到离开阀座的给定位置.该放电过程分成第一放电时间间隔和衔接的保持时间间隔和衔接的第二放电时间间隔，在第一放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第一电能量，在保持时间间隔期间压电不控制促动器，在第二放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第二电能量.根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线使保持时间间隔和/或第一放电时间间隔适配.由此在阀门的不同形式的运行条件下也可以简单地强烈衰减压力振荡，它们由于阀座在一种通流阀门的流体中的释放产生.此外也可以简单地减小噪声辐射.
所述参数优选是输出或输入到压电促动器上的电能量，或者在压电促动器上的电压降，或者通过压电促动器的电流，或者储存在压电促动器中的电荷。
本发明的特征还在于一种用于控制阀门的方法，其中对于给定的时刻使阀元件从离开阀座的给定位置通过压电促动器的充电过程控制到落入阀座。该充电过程分成第一充电时间间隔和衔接的保持时间间隔和衔接的第二充电时间间隔，在第一放电时间间隔期间将给定的第一电能量输送到压电促动器，在保持时间间隔期间不控制压电促动器，在第二充电时间间隔期间将给定的第二电能量输送到压电促动器。根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线使保持时间间隔和/或第一充电时间间隔适配。由此也方便地防止在不同的阀门运行条件下产生振动。
本方法也优选用于控制泵-喷嘴装置。
在本发明的有利的扩展结构中，根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线的振幅和/或周期使保持时间间隔和/或第一放电时间间隔或第一充电时间间隔适配。
在本发明的另一有利的扩展结构中，根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线的周期使保持时间间隔适配。因此可以使保持时间间隔方便地调节到或多个根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的振荡参数的确定截段上，例如参数的半振荡上。
此外有利的是，根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的参数曲线的振幅使第一放电时间间隔或第一充电时间间隔适配。这是有利的，所述参数曲线的振幅尤其表征可能产生的振动或流体压力振荡。通过第一放电时间间隔或第一充电时间间隔的适配性使第一能量的分量移动到第一与第二能量的和上并由此非常有效地改变振幅。总之由此可以优选地避免振动或衰减压力振荡。
在本发明的另一有利的扩展结构中关于充电过程使第一充电时间间隔与保持时间间隔的和限制到最大值，其中保证所述阀元件还不顶靠在阀座上。其优点是，可以在充电过程结束后方便地保证阀元件在阀座中的可靠配合。
本方法可以特别有利地用于控制泵-喷嘴装置，使第一放电时间间隔限制到最小值，其中保证泵-喷嘴装置的喷嘴单元的喷嘴针关闭喷嘴，通过该喷嘴配量燃料。因为喷嘴针对于泵-喷嘴装置液压地通过溢流通道与阀门耦联，因此可以保证不影响燃料输送结束。
下面借助于附图详细描述本发明的实施例。附图中：
图1示出具有阀门和控制阀门的装置的泵-喷嘴装置，在该装置中运行用于控制阀门的方法，
图2a，2b，2c示出压电电压V-INJ、阀元件231的行程CTRL-VL、阀元件231的行程CTRL-VL的速度CTRL-VL-V曲线，
图3示出用于控制泵-喷嘴装置的程序框图，
图4示出用于控制泵-喷嘴装置的另一程序框图。
相同结构和功能的元件在重复的附图中以相同的标记符号表示。
所述泵-喷嘴装置(图1)包括泵单元、控制单元和喷嘴单元。该泵-喷嘴装置优选用于将燃料输送到内燃机的汽缸的燃烧室。该内燃机优选由柴油内燃机构成。该内燃机具有用于抽吸空气的吸入管，它通过进气阀与汽缸耦联。该内燃机还具有排气管，它通过排气阀受控地排出由汽缸排出的气体。对汽缸分别附设活塞，它们分别通过连杆与曲轴耦联。该曲轴与凸轮轴耦联。
所述泵单元包括活塞11、泵体12、工作室13和泵复位机构14，它优选由弹簧构成。该活塞11在内燃机中的安装状态与凸轮轴16耦联，优选通过摇杆，并且由这个摇杆驱动。所述活塞11在泵体12的空隙中导引并且根据其位置确定工作室13的体积。所述泵复位机构14这样构成和设置，使得当没有外力作用于活塞11上的时候，即，没有通过与凸轮轴16耦联传递的作用力的时候，通过活塞11限定的工作室13的体积具有最大值。
所述喷嘴单元包括喷嘴体51，在其中设置由弹簧且必要时附加地由阻尼单元构成的喷嘴复位机构52和喷嘴针53。该喷嘴针53设置在喷嘴体51的空隙里面并且在针导向体55中导引。
在第一状态所述喷嘴针53顶靠在针座54上并由此关闭喷嘴56，它用于将燃料输送到内燃机汽缸的燃烧室里面。所述喷嘴单元优选如图所示由向内敞开的喷嘴单元构成。
在第二状态所述喷嘴针53略微与针座54间隔而且向着喷嘴复位机构52的方向设置并因此释放喷嘴56。在这个第二状态将燃料配量到内燃机汽缸的燃烧室里面。根据作用力的力平衡决定第一或第二状态，该作用力通过喷嘴复位机构52作用于喷嘴针53并且来自反作用于喷嘴针的作用力，该作用力由针台阶57处的液压压力引起。
所述控制单元包括输入通道21和溢流通道22。该输入通道21和溢流通道22通过阀门液压地耦联。所述输入通道21从泵-喷嘴装置的低压端接头引到阀门。所述溢流通道21液压地与工作室13耦联并导引到针台阶57并且根据喷嘴针53的状态液压地与喷嘴56耦联。
所述阀门包括阀元件231，它优选由所谓的A阀门构成，即，向外与流体通流方向相反地打开。该阀门还包括控制室232，它液压地与输入通道21耦联并且通过阀元件231与高压室液压地耦联。该高压室液压地与溢流通道22耦联。
在阀元件231的关闭位置阀元件231顶靠在阀体237的阀座234上。此外具有阀复位机构，它这样设置和构成，当通过伺服驱动装置24作用于阀元件上的作用力小于通过阀复位机构作用于阀元件231上的作用力的时候，使得该阀复位机构在打开位置、即与阀座234间隔地顶压阀元件231。该阀复位机构优选是弹簧。所述伺服驱动装置24由具有压电叠摞组的压电促动器构成。
所述伺服驱动装置24优选通过优选放大伺服驱动装置24行程的变换器与阀元件231耦联。在伺服驱动装置24上优选还具有插头，用于容纳控制伺服驱动装置24的电触头。
具有用于控制泵-喷嘴装置的装置60，它产生用于阀门的相应调节信号。
在阀元件231的打开位置当活塞11向上、即离开喷嘴56的方向上运动时燃料通过输入通道21吸到工作室13。只要阀元件231在活塞11的接着向下运动、即指向喷嘴56的运动期间继续位于其打开位置，位于工作室13和溢流通道22中的燃料通过阀门再压回到控制室232并且可能压回到输入通道21。
但是当活塞11向下运动使阀元件231控制在其关闭位置时，位于工作室13并因此也位于溢流通道22和高压室233中的燃料被压缩，由此随着活塞11向下运动的增加在工作室13、高压室233和溢流通道22中的压力也增加。对应于溢流通道22中的压力升高由液压压力引起的作用力也加大，该作用力在喷嘴针53的打开运动方向上为了释放喷嘴56作用于针台阶57上。当溢流通道22中的压力超过某个数值，其中通过液压压力引起的对于针台阶57的作用力大于喷嘴复位机构52反作用于针台阶的作用力时，使喷嘴针53离开针座54移动并由此使喷嘴56释放燃料到内燃机汽缸的输入。当溢流通道22中的液压压力低于某个数值，其中由液压压力在针台阶57上引起的作用力小于由喷嘴复位机构52引起的作用力的时候，所述喷嘴针53再向内移动到针座54并由此关闭喷嘴56。可以通过控制阀元件231从其关闭位置到打开位置影响这个时刻，在该时刻低于所述数值并因此在该时刻结束燃料配量。
通过控制阀元件从其关闭位置到其打开位置在高压室与控制室232与溢流通道21之间建立液压的耦联。由于在打开时在高压室和溢流通道22中的流体与在控制室232和输入通道21中的流体之间产生的高的压力差使高压室的燃料以非常高的速度、通常以声速流到控制室232并继续流到输入通道21。由此使高压室和溢流通道21中的压力迅速地剧烈降低，使得由喷嘴复位机构52作用于喷嘴针53上的作用力使喷嘴针53移动到针座54并由此关闭喷嘴56。
图2a示出在压电促动器上的电压降的实际值V-AV在时间t上的曲线。图2b示出阀元件231的行程CTRL-VL在时间t上的曲线而图2c示出阀元件231的行程的速度CTRL-VL-V曲线。对于时刻t1，起动压电促动器的充电过程。该充电过程的准确控制还要通过图3描述。第一电能量在第一充电时间间隔T1期间输送到压电促动器，该时间间隔在时刻t2结束。紧接着在时刻t2对于到时刻t3结束的保持时间间隔T2没有电能量输送到压电促动器。紧接着对于第二充电时间间隔T3将给定的第二电能量输送到压电促动器而且分布在第二充电时间间隔T3上，该时间间隔到时刻t4结束。从时刻t3’开始阀元件231顶靠在阀座234上。
从时刻t5开始控制压电促动器的放电过程，该过程同样要在下面详细描述。首先对于第一放电时间间隔T4使压电促动器以给定的第一能量放电而且直到时刻t6。接着对于给定的保持时间间隔T5压电促动器不再放电而且直到时刻t7。接着对于第二放电时间间隔T6再使压电促动器放电，在该时间间隔中输出给定的第二电能量。然后到时刻t8结束放电过程。所述阀元件231仍然位于其离开阀座234的给定位置。
下面借助于图3的流程图描述充电过程的控制，该控制以程序的形式存储在用于控制泵-喷嘴装置的装置里面并且在运行期间加载和运行。该程序以步骤S1起动，在该步骤在必要时对变量赋初值。
在步骤S2中读入第一充电时间间隔T1、第二充电时间间隔T3和保持时间间隔T2.在此第一和第二充电时间间隔T1，T3和保持时间间隔T2的设置可以在步骤S2中固定地给出或者在前面运行的程序结束时存储或者以其它方式获得.
接着在步骤S4根据内燃机曲轴的转速N、时刻t1和燃料温度T-F获得在充电过程期间输送到压电促动器的能量的理论值EGY-SP。
在步骤S6中检验，实际的时间t是否等于时刻t1。如果不是，则在步骤S8中使程序保持给定等待时间间隔T-W。该给定的等待时间间隔T-W选择得足够短，使得在下面重新检验步骤S6的条件时保证，实际时间t最多等于或者只略大于时刻t1。
如果满足步骤S6的条件，则在步骤S10中起动第一电能量到压电促动器的输入。在步骤S10和下面的步骤S12和S14的运行中对压电促动器输送第一能量而且对应于要输入的能量的理论值EGY-SP分摊对应于第一充电时间间隔T1和第一充电时间间隔T1与第二充电时间间隔T3的和的比例。电能量的输入通过相应流过压电促动器的电流实现。接着在步骤S12检验，实际时间t是否等于或大于时刻t1与第一充电时间间隔T1的和。如果不是，则在重新检验步骤S12条件之前，使程序在步骤S16保持给定的等待时间间隔T-W。而当满足步骤S12的条件时，则在步骤S16控制充电过程的间歇而且用于保持时间间隔T2。在这个保持时间间隔T2期间降落在压电促动器上的电压和在接着的步骤S18中作为电压降的实际值V-AV在压电促动器上获得的电压具有显著的振荡过程，它由于弹簧-质量振荡器的激励而引起，该弹簧-质量振荡器由压电促动器、阀元件231和复位机构构成，其中由于在第一充电时间间隔T1期间的充电过程引起激励。
接着在步骤S20中检验，实际时间t是否大于或等于时刻t1和第一充电时间间隔T1与保持时间间隔T2的和。如果不满足步骤S20的条件，则在步骤S18中获得在压电促动器上的电压降的另一实际值V-AV之前，使程序在步骤S22中保持给定的等待时间间隔T-W。中间存储在步骤S18中获得的在压电促动器上的电压降实际值V-AV用于以后的运行。
如果满足步骤S20的条件，则在步骤S24中继续充电过程并且在下面的步骤S26至S28的运行期间对压电促动器输入给定的第二电能量，它对应于要输入的电能量的第一理论值EGY-SP的一部分，该部分对应于第二充电时间间隔T3在第一与第二充电时间间隔T1，T3的和上的分量。
接着步骤S24在步骤S26中检验，实际时间t是否大于或等于时刻t1和第一与第二充电时间间隔T1，T3与保持时间间隔T2的和。如果不满足步骤S26的条件，则在重新检验步骤S26的条件之前，使程序在步骤S28中保持给定的等待时间间隔T-W。
如果满足步骤S26的条件，则在步骤S30中获得在压电促动器上的电压降实际值V-AV的曲线振幅的实际值AMP-AV，它们在保持时间间隔T2期间求得。
接着在步骤S32中根据振幅的实际值AMP-AV和理论值AMP-SP求得修正值D-T1。优选振幅的理论值AMP-SP是固定给定的数值或者是根据阀门或泵-喷嘴装置的运行参数事先优选通过试验求得的数值，而且这样求得，对于振幅的实际值AMP-AV与振幅的理论值AMP-SP之间可能存在的微小偏差使阀元件231在其在阀座234上产生的振动以所期望的方式和方法减小。优选通过调节器求得第一充电时间间隔T1的修正值D-T1，该调节器优选具有P或PI特性。
然后在步骤S34中根据充电时间间隔T1和第一充电时间间隔的修正值D-T1求得修正的第一充电时间间隔T1。
接着在步骤S36中求得在保持时间间隔期间在压电促动器上的电压降实际值V-AV的曲线振荡周期的实际值PER-AV。
然后在步骤S38中根据周期的实际值PER-AV和周期的理论值PER-SP求得保持时间间隔的修正值D-T2。该周期的理论值PER-SP与振幅的理论值AMP-SP一样这样选择，使得在周期的实际值PER-AV接近理论值PER-SP时以所期望的方式和方法减小阀元件的振动。
接着在步骤S40中根据保持时间间隔T2和保持时间间隔的修正值D-T2求得修正的保持时间间隔T2。
然后在步骤S42中还要检验，第一充电时间间隔T1与保持时间间隔T2的和是否大于最大值T-MAX，其中在运行步骤S42时修正的时间间隔T1和T2是相关的。如果是这种情况，则在步骤S42中以这种方式和方法限定第一充电时间间隔T1，使得第一充电时间间隔T1与保持时间间隔T2的和不大于最大值T-MAX。
在步骤S44中第二充电时间间隔T3与第一时间间隔T1相反地变化，由此使第一与第二充电时间间隔T1，T3的和保持不变。
然后接着在步骤S4重新继续运行程序，如果要控制新的充电过程的话。
在程序的一个简单实施例中也可以只使第一充电时间间隔T1或保持时间间隔T2适配。此外在步骤S18中也可以获得另一参数作为压电促动器上的电压降，它表征在保持时间间隔T2期间压电促动器的振荡特性。这一点例如是存储在压电促动器中的电能、通过压电促动器的电流或者位于压电促动器中的电荷。
此外在程序的一个简单实施例中在步骤S30中可以只求得在步骤S 18中获得的实际值V-AV的最大和最小值，然后在相应匹配的步骤S32中根据最大和最小值和相应的基准值求得第一充电时间间隔T1的修正值D-T1。
下面借助于图4的程序框图描述用于控制压电促动器放电过程的程序。按照图4的程序步骤基本上与图3的程序步骤类似并且在下面仅仅描述其不同之处。该程序在步骤S1’中起动。在步骤S2’中读入第一放电时间间隔T4、保持时间间隔T5和第二放电时间间隔T6的数值，它们以简单的方式固定地给定或者根据阀门的运行参数给定或者存储在程序的上述过程中。
在步骤S4’中获得电能的理论值EGY-SP，它在放电过程期间从压电促动器中取出。根据转速N、时刻t1、时刻t5并优选根据燃料温度T-F实现这一点。
在步骤S6’中检验，实际时间t是否大于时间t5，如果是，则在步骤S10’中起动放电过程并且在压电促动器中取走第一电能量，它对应于电能量理论值EGY-SP的一部分，该理论值要对应于第一放电时间间隔T4和第一放电时间间隔T4与第二放电时间间隔T6的和的比例在压电促动器上取出。下面使压电促动器在步骤S12’和S16’的继续运行期间相应地放电直到在步骤S16’中实现放电过程的间歇而且用于给定的保持时间间隔T5。在步骤S18’中对应于步骤S18获得压电促动器上的电压降的实际值V-AV。
在步骤S20’中检验，实际时间是否大于或等于时刻t5和第一放电时间间隔T4与保持时间间隔T5的和.如果满足步骤S20’的条件，则在步骤S24’中继续放电过程而且用于第二放电时间间隔T6，其中在接着运行步骤S26’和S28’期间在压电促动器上总体上取出给定的第二电能量，其数值对应于电能理论值EGY-SP的一部分，该理论值要对应于第二放电时间间隔T6在第一与第二充电时间间隔T4，T6的和的分量在压电促动器上取出.
步骤S30’对应于步骤S30。接着在步骤S32’中根据实际值AMP-AV和电压降在压电促动器上的实际值V-AV的曲线振荡振幅的理论值AMP-SP求得第一放电时间间隔T4的修正值D-T4。这一点与步骤S32类似地实现而且这样实现，使得泵-喷嘴装置的压力振荡和噪声辐射以所期望的方式和方法明显衰减。
然后在步骤S34’中根据第一放电时间间隔T4和第一放电时间间隔T4的修正值D-T4求得修正的第一放电时间间隔T4。步骤S36’对应于步骤S36。然后在步骤S38’中根据周期间隔的实际值PER-AV和周期的理论值PER-SP求得保持时间间隔T5的修正值D-T5。这样规定周期的理论值PER-SP，使得在泵-喷嘴装置中实际值PER-AV接近周期理论值PER-SP时实现所期望的压力振荡和噪声辐射的衰减。
然后在步骤S40’中根据保持时间间隔T5和保持时间间隔的修正值D-T5修正保持时间间隔T5。
然后在下面的步骤S42’中还要检验，第一放电时间间隔T4是否小于最小值T-MIN，该数值优选根据转速N、时刻t1、时刻t5和燃料温度T-F求得。如果第一放电时间间隔T4小于最小值T-MIN，则使第一放电时间间隔T4等于最小值T-MIN。由此保证，在下面运行步骤S2’至S42’时使泵-喷嘴装置的输送结束即喷嘴针53的关闭不会受到接着第一放电时间间隔T4的放电过程的中断的影响。然后可以省去步骤S42’，如果相应的泵-喷嘴装置的上级控制功能相应匹配的话，该控制功能求得所期望的时刻t1和t5。
在步骤S44’中第二充电时间间隔T6与第一充电时间间隔T4相反地变化，由此使第一与第二充电时间间隔T4，T6的和保持不变。
通过按照图4的程序控制放电过程以简单且特别有效的方式避免接着释放阀座234时通过阀元件231的干扰压力脉冲并由此有效地减小泵-喷嘴装置的噪声辐射。
在上面借助于图3所述的充电过程控制中在步骤30中求得振幅的实际值AMP-AV并在步骤S36中求得在保持时间间隔T2期间在压电促动器上获得的电压降实际值V-AV曲线的振荡周期实际值PER-AV。在接着的步骤S32或S38中由实际值AMP-AV或PER[AV和从属的理论值AMP-SP或PER-SP求得对于第一充电时间间隔T1的修正值D-T1或对于保持时间间隔T2的修正值D-T2。
在上面借助于图4所述的放电过程控制中在相应的步骤S30’和S36’中求得相应的实际值AMP-AV和PER-AV。在相应的步骤S32’和S38’中根据实际值AMP-AV和PER-AV以及从属的理论值AMP-SP和PER-SP求得在放电过程期间对于第一放电时间间隔T4的修正值D-T4和对于保持时间间隔T5的修正值D-T5。
优选对于每个充电过程和每个放电过程求得实际值AMP-AV和PER-AV。相应地对于每个充电过程求得修正值D-T1，D-T2并对于每个放电过程求得修正值D-T4和D-T5。这一点对应于四个独立的调节循环，其中对于充电过程和放电过程的实际值AMP-AV和PER-AV是被调节参数而第一充电时间间隔T1、保持时间间隔T2、第一放电时间间隔T4和保持时间间隔T5是调节参数。
按照一个优选的变型，所述修正值D-T1，D-T2，D-T4和D-T5不仅取决于最后的实际值AMP-AV或PER-AV，而且分别取决于多个在后面的充电过程或放电过程中获得的实际值AMP-AV或PER-AV.四个调节循环中的每个调节循环都可以具有例如I特性、PI特性、ID特性或PID特性.
对于上述的调节参数和被调节参数的配置也可以有利地选择其它的调节循环。作为被调节参数除了实际值AMP-AV和PER-AV以外也可以考虑任意的线性或非线性的组合或其函数。每个涉及到充电过程的被调节参数可以与充电过程的每个调节参数(第一充电时间间隔T1，保持时间间隔T2)组合。同样，上述的每个涉及到放电过程的被调节参数也可以与放电过程的调节参数(第一放电时间间隔T4，保持时间间隔T5)组合。
代替振幅的实际值AMP-AV和PER-AV和周期的实际值PER-AV可以使用任意其它的由在保持时间间隔T2或T5期间获得的实际值V-AV求得的数值作为被调节参数。例如对于这些其它被调节参数，它们与AMP-AV和PER-AV一样表征压电促动器的振荡，它们是在保持时间间隔T2或T5期间的最大斜度dV-AV/dt、在保持时间间隔T2或T5期间的最大斜度绝对值|dV-AV/dt|、最大斜度dV-AV/dt或者在两个第一极限值之间的斜度最大值|dV-AV/dt|、电压差或两个第一极限值之间的时间间隔或这个数值的函数。在此已经证实特别简单且有利的是，使用电压差和/或在压电促动器上的电压降的第一最大值与第一最小值之间的时间间隔开始在充电过程期间的保持时间间隔T2或者在压电促动器上的电压降的第一最小值与第一最大值之间开始在放电过程期间的保持时间间隔T5。
如果本发明应用于内燃机的泵-喷嘴装置，根据喷射装置的机械设计尤其对于较高或高的内燃机转速实现管理，在其中控制阀针不再完全达到阀座、即不再完全关闭，因为喷射脉冲变得非常短。这种管理称为弹道管理。此外随着转速提高可以减小保持时间间隔T2，T5并且对于高转速消失。在这些条件下可能是有利的，所述调节只在转速接近怠速时进行。对于较高的转速简单地确定调节参数。
主要(但是不只是)对于最后一种情况有利的是，与上面的实施例不同作为调节参数不使用第一充电时间间隔T1、保持时间间隔T2、第一放电时间间隔T4或保持时间间隔T5，而是使用参数(例如补偿)，它进入参数的计算，其中在计算中还加入其它的运行参数如瞬时转速、燃料温度等。
在按照图4的一个更简单的扩展结构中也可以或者使第一放电时间间隔T4或者使保持时间间隔T5不适配。
Claims (8)
1.一种用于控制具有阀门驱动装置(24)的阀门的方法，该驱动装置由压电促动器构成，该阀门具有阀元件(231)、阀体(237)和阀座(234)，其中，
对于给定的时刻(t5)使阀元件(231)从顶靠在阀座(234)的位置通过压电促动器的放电过程控制到离开阀座(234)的给定位置，
该放电过程分成第一放电时间间隔(T4)和衔接的保持时间间隔(T5)和衔接的第二放电时间间隔(T6)，在第一放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第一电能量，在保持时间间隔期间不控制压电促动器，在第二放电时间间隔期间由压电促动器输出给定的第二电能量，
根据表征压电促动器在保持时间间隔(T5)期间的振荡特性的压电促动器上的电压或通过压电促动器的电流的曲线调节保持时间间隔(T5)和/或第一放电时间间隔(T4)，用于保证精确地控制阀门。
2.一种用于控制具有阀门驱动装置(24)的阀门的方法，该驱动装置由压电促动器构成，该阀门具有阀元件(231)、阀体(237)和阀座(234)，其中，
对于给定的时刻(t1)使阀元件(231)从与阀座(234)离开的给定位置通过压电促动器的充电过程控制到落入阀座(234)中，
该充电过程分成第一充电时间间隔(T1)和衔接的保持时间间隔(T2)和衔接的第二充电时间间隔(T3)，在第一放电时间间隔期间将给定的第一电能量输送到压电促动器，在保持时间间隔期间不控制压电促动器，在第二充电时间间隔期间将给定的第二电能量输送到压电促动器，
根据表征压电促动器在保持时间间隔(T2)期间的振荡特性的压电促动器上的电压或通过压电促动器的电流的曲线调节保持时间间隔(T2)和/或第一充电时间间隔(T1)，用于保证精确地控制阀门。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的压电促动器上的电压或通过压电促动器的电流的曲线的振幅和/或周期调节保持时间间隔(T2，T5)和/或第一放电时间间隔(T4)或第一充电时间间隔(T1)。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，根据表征压电促动器在保持时间间隔期间的振荡特性的压电促动器上的电压或通过压电促动器的电流的曲线的周期调节保持时间间隔(T2，T5)。
5.如权利要求3或4所述的方法，其特征在于，根据表征压电促动器在保持时间间隔(T2，T5)期间的振荡特性的压电促动器上的电压或通过压电促动器的电流的曲线的振幅调节第一放电时间间隔(T4)或第一充电时间间隔(T1)。
6.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使第一充电时间间隔(T1)与保持时间间隔(T2)的和限制到最大值(T-MAX)，其中保证所述阀元件(231)还不顶靠在阀座(234)上。
7.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，其中该阀门是泵-喷嘴装置的一部分，该泵-喷嘴装置具有
泵，其具有活塞(11)和工作室(13)；
控制单元，其包括与工作室(13)液压耦联的溢流通道(22)、构成阀门驱动装置(24)的压电促动器和阀门，其中该阀门包括阀元件(231)、阀体(237)、阀座(234)和控制室(232)，当阀元件(231)顶靠在阀座(234)上时该控制室与溢流通道(22)液压地去耦联，否则该控制室与溢流通道(22)液压地耦联.
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，使第一放电时间间隔(T1)限制到最小值(T-MIN)，其中保证喷嘴针(53)关闭喷嘴(56)。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10360019A DE10360019A1 (de) | 2003-12-19 | 2003-12-19 | Verfahren zum Steuern eines Ventils und Verfahren zum Steuern einer Pumpe-Düse-Vorrichtung mit einem Ventil |
| DE10360019.1 | 2003-12-19 | ||
| PCT/EP2004/014270 WO2005061876A1 (de) | 2003-12-19 | 2004-12-15 | Verfahren zum steuern eines ventils und verfahren zum steuern einer pumpe-düse-vorrichtung mit einem ventil |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101094979A CN101094979A (zh) | 2007-12-26 |
| CN101094979B true CN101094979B (zh) | 2010-05-12 |
Family
ID=34672963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2004800416793A Expired - Fee Related CN101094979B (zh) | 2003-12-19 | 2004-12-15 | 用于控制阀门的方法和用于控制具有阀门的泵-喷嘴装置的方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US7802561B2 (zh) |
| EP (1) | EP1704315B1 (zh) |
| CN (1) | CN101094979B (zh) |
| DE (2) | DE10360019A1 (zh) |
| WO (1) | WO2005061876A1 (zh) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004058971B4 (de) * | 2004-12-08 | 2006-12-28 | Volkswagen Mechatronic Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors und Steuereinheit zum Steuern eines piezoelektrischen Aktors |
| US7856964B2 (en) | 2006-05-23 | 2010-12-28 | Delphi Technologies Holding S.Arl | Method of controlling a piezoelectric actuator |
| GB0610225D0 (en) * | 2006-05-23 | 2006-07-05 | Delphi Tech Inc | Method of controlling a piezoelectric actuator |
| GB0616713D0 (en) * | 2006-08-23 | 2006-10-04 | Delphi Tech Inc | Piezoelectric fuel injectors |
| EP2128415A1 (en) * | 2008-05-27 | 2009-12-02 | Delphi Technologies, Inc. | Improvements relating to fuel injector control |
| DE102011004613A1 (de) * | 2011-02-23 | 2012-08-23 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Überwachung des Zustandes eines Piezoinjektors eines Kraftstoffeinspritzsystems |
| DE102011081161A1 (de) | 2011-08-18 | 2013-02-21 | Continental Automotive Gmbh | Ansteuerung und Ansteuerverfahren für einen piezoelektrischen Aktor |
| DE102012202344B4 (de) | 2012-02-16 | 2013-11-14 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Druckregelung in einem Hochdruckbereich einer Brennkraftmaschine |
| FR2990998B1 (fr) * | 2012-05-23 | 2016-02-26 | Continental Automotive France | Procede de pilotage d'au moins un actionneur piezoelectrique d'injecteur de carburant d'un moteur a combustion interne |
| DE102013208528B3 (de) * | 2013-05-08 | 2014-08-21 | Continental Automotive Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Öffnungs- und/oder Schließzeit der Düsennadel eines Einspritzventils |
| DE102016213522B4 (de) | 2016-07-22 | 2023-10-12 | Vitesco Technologies GmbH | Verfahren und Vorrichtung zur Ansteuerung eines Piezoaktors eines Einspritzventils eines Kraftfahrzeugs |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784102A (en) * | 1984-12-25 | 1988-11-15 | Nippon Soken, Inc. | Fuel injector and fuel injection system |
| US5057734A (en) * | 1988-11-30 | 1991-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for driving piezoelectric element for closing and opening valve member |
| US6147433A (en) * | 1997-08-02 | 2000-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for charging and discharging a piezoelectric element |
| CN1349590A (zh) * | 1999-05-08 | 2002-05-15 | 罗伯特·博施有限公司 | 用于控制压电执行元件的方法及装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19835494C2 (de) | 1998-08-06 | 2000-06-21 | Bosch Gmbh Robert | Pumpe-Düse-Einheit |
| DE10012552A1 (de) * | 2000-03-15 | 2001-09-27 | Bosch Gmbh Robert | Einspritzeinrichtung mit einem Aktor zur Nadelhubsteuerung |
| DE10063080B4 (de) * | 2000-12-18 | 2006-12-28 | Siemens Ag | Aktorsteuerung und zugehöriges Verfahren |
-
2003
- 2003-12-19 DE DE10360019A patent/DE10360019A1/de not_active Ceased
-
2004
- 2004-12-15 WO PCT/EP2004/014270 patent/WO2005061876A1/de active Application Filing
- 2004-12-15 EP EP04803890A patent/EP1704315B1/de not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-15 DE DE502004009939T patent/DE502004009939D1/de active Active
- 2004-12-15 US US10/596,480 patent/US7802561B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-12-15 CN CN2004800416793A patent/CN101094979B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4784102A (en) * | 1984-12-25 | 1988-11-15 | Nippon Soken, Inc. | Fuel injector and fuel injection system |
| US5057734A (en) * | 1988-11-30 | 1991-10-15 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Apparatus for driving piezoelectric element for closing and opening valve member |
| US6147433A (en) * | 1997-08-02 | 2000-11-14 | Robert Bosch Gmbh | Method and device for charging and discharging a piezoelectric element |
| CN1349590A (zh) * | 1999-05-08 | 2002-05-15 | 罗伯特·博施有限公司 | 用于控制压电执行元件的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US7802561B2 (en) | 2010-09-28 |
| EP1704315B1 (de) | 2009-08-19 |
| CN101094979A (zh) | 2007-12-26 |
| DE10360019A1 (de) | 2005-07-14 |
| EP1704315A1 (de) | 2006-09-27 |
| WO2005061876A1 (de) | 2005-07-07 |
| US20070240685A1 (en) | 2007-10-18 |
| DE502004009939D1 (de) | 2009-10-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5456233A (en) | Fuel injection arrangement for internal combustion engines | |
| US5758622A (en) | Process and device for controlling an internal combustion engine | |
| CN101372920B (zh) | 燃料喷射控制装置 | |
| US4633837A (en) | Method for controlling fuel injection in internal combustion engines and fuel injection system for performing the method | |
| US8543314B2 (en) | Injection control device of internal combustion engine | |
| US6912998B1 (en) | Piezoelectric fuel injection system with rate shape control and method of controlling same | |
| EP1522719B1 (en) | Fuel injection method in fuel injector | |
| US5887566A (en) | Gas engine with electronically controlled ignition oil injection | |
| EP1683954B1 (en) | Fuel supply apparatus | |
| DE102007000361B4 (de) | Krafstoffeinspritzgerät | |
| US6978770B2 (en) | Piezoelectric fuel injection system with rate shape control and method of controlling same | |
| US6213098B1 (en) | Fuel injection device | |
| CN101094979B (zh) | 用于控制阀门的方法和用于控制具有阀门的泵-喷嘴装置的方法 | |
| US8365704B2 (en) | Method and device for forming an electric control signal for an injection impulse | |
| JP2008534855A (ja) | 燃料噴射器用の制御システム | |
| JP2004504542A (ja) | 噴射弁を制御するための方法 | |
| KR20050026035A (ko) | 조절 가능한 니들 속도에 의해 압력이 증폭되거나 압력이증폭되지 않는 연료 분사기 및 상기 연료 분사기의 조절방법 | |
| CN101725429B (zh) | 用于控制内燃机的喷射***的方法 | |
| JP2016084748A (ja) | 燃料噴射装置 | |
| JP4239401B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射装置 | |
| JPH10205383A (ja) | ディーゼルエンジンの燃料噴射装置 | |
| JPH02185650A (ja) | 圧電素子の駆動装置 | |
| US6849988B2 (en) | Method and device for charging and discharging a piezoelectric element | |
| KR100717527B1 (ko) | 내연 기관의 연료 계량 제어 방법 및 장치 | |
| CN109184987A (zh) | 喷油规律可变的蓄压式重油电控喷油器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GMBH Free format text: FORMER OWNER: SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT Effective date: 20100926 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20100926 Address after: Hannover Patentee after: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH Address before: Munich, Germany Patentee before: Siemens AG |
|
| C56 | Change in the name or address of the patentee | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Hannover Patentee after: CONTINENTAL AUTOMOTIVE GmbH Address before: Hannover Patentee before: Continental Automotive GmbH |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20100512 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |