EP1375882B2 - Procédé de fonctionnement d'un moteur à combustion interne, en particulier d'automobile - Google Patents
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- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
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- F02D41/2096—Output circuits, e.g. for controlling currents in command coils for controlling piezoelectric injectors
Definitions
- the invention is based on a method for operating an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle, in which fuel is injected from an injection valve into a combustion chamber, in which a nozzle needle of the injection valve is adjusted by a piezoelectric actuator, wherein a hydraulic coupler is a coupling between Actuator and the nozzle needle manufactures, and in which the actuator for adjusting the nozzle needle and thus for the injection of fuel is acted upon by an electrical voltage.
- the invention also relates to a corresponding internal combustion engine and to a corresponding control device for an internal combustion engine.
- Such a method and such an internal combustion engine are from the DE 199 03 555 C2 known.
- the voltage applied to the actuator is switched off again. However, this does not mean that the voltage at the actuator immediately drops completely. Instead, a residual potential remains at the actuator whose size is unknown.
- This residual potential may also be present before the next actuation of the actuator for the purpose of injecting fuel. This has the consequence that in this next control of the actuator, the amount of injected fuel is also dependent on the unknown residual potential.
- the object of the invention is to provide a method and an internal combustion engine, which allow processing of the residual potential without additional effort.
- the invention achieves this object by a method according to claim 1, a fuel machine according to claim 6 and a control device according to claim 7.
- the first voltage sets the voltage at the actuator to a defined value.
- the voltage applied to the actuator before the next activation is thus known and can be taken into account.
- This is then achieved by adding the voltage with which the actuator is to be controlled additively to the first voltage. This results in a change in the voltage at the actuator exactly by the value that is provided. This ensures overall that the desired amount of fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine by the control with the added second voltage. An additional effort is not required.
- the first voltage is chosen so small that the nozzle needle of the injector is not moved or adjusted in any case.
- the first voltage is chosen to be so large that a residual potential which may still be present in the actuator from its last activation is exceeded in each case.
- the invention may also be implemented in the form of a computer program stored on a digital electronic storage medium and whose program instructions are executable on a computer.
- FIG. 1 a device is shown which is provided for an internal combustion engine, in particular of a motor vehicle.
- the internal combustion engine is provided with at least one injection valve, with which fuel is injected into a combustion chamber of the internal combustion engine. On the fuel pressure is applied, which is adapted to the fuel during the compression phase of the internal combustion engine to inject into the combustion chamber.
- the injection valve has a nozzle needle which can be reciprocated in the injection valve.
- the fuel In an open state of the nozzle needle, the fuel is injected into the combustion chamber in a closed state, no fuel is injected.
- the amount of injected fuel depends on the position of the nozzle needle in the open state.
- the injection valve has a piezoelectric actuator, which is provided for adjusting the nozzle needle.
- a hydraulic coupler is provided between the actuator and the nozzle needle.
- the actuator can be acted upon by an electrical voltage, which has a change in the extent of the actuator result. This change in extent is transferred to the nozzle needle, so that the nozzle needle transitions to its open state.
- the amount of fuel injected depends on the position of the nozzle needle. This position in turn depends on the change in the extent of the actuator. The change in expansion is ultimately dependent on the change in the voltage applied to the actuator. The amount of injected fuel is thus a function of the change in the voltage applied to the actuator.
- a voltage supply UV is provided which provides at least two voltages, namely a first voltage U1 and a second voltage U2.
- a control unit SG controls a switch S, with which one of the two voltages U1, U2 is forwarded as actuator voltage UA.
- the actuator voltage UA is applied to the piezoelectric actuator A of the injector described.
- the power supply UV and the actuator A are in the FIG. 1 exemplified switched to ground.
- the actuator voltage UA is plotted over the time t. Before a time t1, the size of the actuator voltage UA is unknown. After the time t1, the actuator voltage UA has the value of the first voltage U1. After a time t2, the actuator voltage UA has the value of the second voltage U2. The difference between the first voltage U1 and the second voltage U2 corresponds to a voltage US.
- the first voltage U1 is selected to be so small that the nozzle needle of the injection valve is not moved or displaced in any case.
- the first voltage U1 thus only leads to a change in the extent of the actuator A, which optionally has a change in the state of the hydraulic coupler result.
- neither the change in the extent of the actuator A itself, nor the change in the state of the hydraulic coupler have a change in the position of the nozzle needle within the injector result.
- the first voltage U1 can be determined in particular as a function of operating variables of the internal combustion engine, for example as a function of the pressure acting on the fuel.
- the first voltage U1 can thus change over time.
- the first voltage U1 is chosen to be so large that a residual potential that may still be present in the actuator A from its last activation is exceeded in each case. Such a residual potential may arise because the actuator A is not completely discharged after being subjected to a voltage.
- the second voltage U2 is chosen as follows:
- the amount of injected fuel is a function of the change in the voltage applied to the actuator A.
- the change in the voltage applied to the actuator A is the voltage US. It is thus determined in a first step, which voltage US is required to obtain the desired amount of fuel to be injected. In a second step, this voltage US is then added to the first voltage U1. This results in the second voltage U2, which is then applied to the actuator A.
- the position E of the injector nozzle needle is plotted over time t.
- the reference character O denotes the opened state of the nozzle needle or of the injection valve and the reference symbol Z indicates the closed state.
- the exact position of the nozzle needle within the injection valve in the opened state depends on the voltage applied to the actuator A.
- the nozzle needle is in its closed state before the time t2. Especially during the period dt1 from the time t1 to the time t2, the position of the nozzle needle does not change from its closed state.
- the duration dt1 is selected such that transient phenomena that have arisen in any way within the injection valve due to the first voltage U1 of the resulting change in the extent of the actuator A and the consequent change in the state of the hydraulic coupler, in any case have largely subsided.
- the voltage US additionally applied to the actuator A at the time t2 causes the injector nozzle needle to move to its open state in accordance with the desired amount of fuel to be injected.
- This movement or adjustment of the nozzle needle is delayed due to inertia of the entire system, according to the FIG. 2 for example, after a period dt2 after time t2.
- Piezo actuators can be operated with voltage regulation, charge regulation or energy regulation. Irrespective of this, certain voltages U1, U2 are necessary in order to set a lift with a given current and an existing electrical capacitance of the actuator. The stroke is then controlled in further injection pulses to a setpoint. In this case, a certain current is impressed and it is a certain delta voltage U2-U1 and the knowledge about the voltage U1 needed.
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Claims (7)
- Procédé de gestion d'un moteur à combustion interne, en particulier de véhicule automobile, selon lequel
on injecte du carburant dans une chambre de combustion, à partir d'un injecteur, dont l'aiguille d'injecteur est actionnée par un actionneur (A) piézoélectrique,
un coupleur hydraulique assure le couplage entre l'actionneur (A) et l'aiguille d'injecteur, et
l'actionneur (A) est alimenté par une tension électrique pour déplacer l'aiguille d'injecteur et injecter du carburant,
caractérisé en ce que- l'actionneur (A) est alimenté par une première tension (U1) qui entraîne une modification de l'extension de l'actionneur (A), qui entraîne une modification de l'état du coupleur hydraulique mais n'entraîne aucun déplacement de l'aiguille d'injecteur,- la première tension (U1) est supérieure au potentiel résiduel de l'actionneur (A),- l'actionneur (A) est alimenté, après une durée (dt1), par une deuxième tension (U2) qui entraîne le déplacement de l'aiguille, et- la deuxième tension (U2) est sélectionnée de telle sorte que la différence entre la deuxième et la première tension (U2, U1) corresponde approximativement à la tension (US) avec laquelle l'actionneur (A) doit être commandé pour un déplacement souhaité de l'aiguille d'injecteur, pour avoir une quantité souhaitée de carburant à injecter. - Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la première tension (U1) est réglée en fonction des grandeurs de fonctionnement du moteur à combustion interne, notamment en fonction de la pression agissant sur le carburant. - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2,
caractérisé en ce que
la durée (dt1) est sélectionnée de telle sorte que les phénomènes transitoires soient suffisamment amortis à l'intérieur de l'injecteur. - Programme informatique avec des commandes de programme à appliquer dans un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, lorsqu'elles sont exécutées sur un ordinateur.
- Programme informatique selon la revendication 4,
caractérisé en ce qu'
il est stocké sur une mémoire numérique électronique, notamment une mémoire flash. - Moteur à combustion interne notamment pour un véhicule automobile comprenant :- un injecteur pour injecter du carburant dans une chambre de combustion,- une aiguille d'injecteur dans l'injecteur de carburant,- un actionneur piézoélectrique (A) pour déplacer l'aiguille d'injecteur,- un coupleur hydraulique assurant le couplage entre l'actionneur (A) et l'aiguille d'injecteur, et- un appareil de commande (SG) fournissant à l'actionneur (A) une tension électrique pour déplacer l'aiguille d'injecteur et produire ainsi l'injection de carburant,caractérisé en ce que
l'appareil de commande (SG) est réalisé pour que l'actionneur (A) reçoive une première tension (U1),- la première tension (U1) produit une variation de l'extension de l'actionneur (A),- cette variation produit une variation de l'état du coupleur hydraulique mais aucun déplacement de l'aiguille d'injecteur, et- la première tension (U1) est supérieure au potentiel résiduel de l'actionneur (A), et- après une durée (dt1) l'actionneur (A), reçoit une seconde tension (U2) produisant le déplacement de l'aiguille d'injecteur, et- la seconde tension (U2) est choisie pour que la différence entre la seconde et la première tension (U2, U1) corresponde sensiblement à la tension (US) avec laquelle l'actionneur (A) commande un déplacement souhaité de l'aiguille d'injecteur permettant d'obtenir la quantité souhaitée de carburant à injecter. - Appareil de commande pour la gestion d'un moteur à combustion interne notamment d'un véhicule automobile, selon lequel le moteur à combustion interne est équipé :- d'un injecteur pour injecter du carburant dans une chambre de combustion,- d'une aiguille d'injecteur dans l'injecteur de carburant,- d'un actionneur piézoélectrique (A) pour déplacer l'aiguille d'injecteur,- d'un coupleur hydraulique assurant le couplage entre l'actionneur (A) et l'aiguille d'injecteur, et- d'un appareil de commande (SG) fournissant à l'actionneur (A) une tension électrique pour déplacer l'aiguille d'injecteur et produire ainsi l'injection de carburant,caractérisé en ce que
l'appareil de commande (SG) est réalisé pour que l'actionneur (A) reçoive une première tension (U1),- la première tension (U1) produit une variation de l'extension de l'actionneur (A),- cette variation produit une variation de l'état du coupleur hydraulique mais aucun déplacement de l'aiguille d'injecteur, et- la première tension (U1) est supérieure au potentiel résiduel de l'actionneur (A), et- après une durée (dt1) l'actionneur (A), reçoit une seconde tension (U2) produisant le déplacement de l'aiguille d'injecteur, etla seconde tension (U2) est choisie pour que la différence entre la seconde et la première tension (U2, U1) corresponde sensiblement à la tension (US) avec laquelle l'actionneur (A) commande un déplacement souhaité de l'aiguille d'injecteur permettant d'obtenir la quantité souhaitée de carburant à injecter.
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Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS2 |
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26 | Opposition filed |
Opponent name: SIEMENS AG CT IP SV Effective date: 20051216 |
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ET | Fr: translation filed | ||
PLAF | Information modified related to communication of a notice of opposition and request to file observations + time limit |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCOBS2 |
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PLBB | Reply of patent proprietor to notice(s) of opposition received |
Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNOBS3 |
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PLAB | Opposition data, opponent's data or that of the opponent's representative modified |
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PUAH | Patent maintained in amended form |
Free format text: ORIGINAL CODE: 0009272 |
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STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: PATENT MAINTAINED AS AMENDED |
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27A | Patent maintained in amended form |
Effective date: 20081119 |
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AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: B2 Designated state(s): DE FR GB IT |
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REG | Reference to a national code |
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PGFP | Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo] |
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GBPC | Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee |
Effective date: 20170423 |
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REG | Reference to a national code |
Ref country code: FR Ref legal event code: ST Effective date: 20171229 |
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PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
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PG25 | Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo] |
Ref country code: IT Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES Effective date: 20170423 |