专利名称：运行喷油装置的方法
运行喷油装置的方法
现有技术
本发明涉及一种用于运行具有压电激活的(angesteuert )喷油嘴 的喷油装置、尤其是内燃机喷油装置的方法以及控制设备，其中，在 闭合状态下给喷油嘴加载有基准电压(Basisspannung)，并且为了断 开而加栽底电压(Bottomspannung )。
根据前序部分所述的喷油装置被称为共轨(Common-Rail )喷油装 置，并且既被用在汽油机(Ottobrennkraf tmaschine )中又被用在柴 油机中。喷油装置通常包括每个内燃机汽缸一个压电喷油嘴。
现有技术的问题尤其是在汽油机分层运行(Schichtbetrieb)时，喷射了在每次 喷射约lmn^的范围内的所谓的最小量。在此已表明，汽缸的压电喷油 嘴之间的喷射量的散大地以致这通过较大的不平稳运转而在废气质 量的降低以及行驶舒适性的降低方面反映出来。
本发明的任务因此是，提供一种方法以及一种用于执行该方法的 控制设备，该方法和控制设备减小了各种压电喷油嘴之间的喷射量的 散射。
本发明优点
通过一种用于运行具有压电激活的喷油嘴的喷油装置、尤其是内 燃机喷油装置的方法来解决该问题，其中，在闭合状态下给喷油嘴加 载有基准电压，并且为了断开而加载底电压，其中，对于每个喷油嘴 单个调整底电压。底电压是一种相对于基准电压较低的电压值，为了 达到喷射时的最小量而施加在压电喷油嘴的压电元件上的电压短时地 下降到该较低的电压值上。
优选地规定了，由底电压的平均值和对于喷油嘴特有的修正值确 定每个喷油嘴的底电压。例如可以由额定喷射量和存放在控制设备中 的所属的平均底电压来确定底电压的平均值(在内燃机的多个压电喷 油嘴上的平均值)。在此，例如在大量压电喷油嘴上的试验中可以确 定平均底电压，并将其作为典型值而存放在控制设备中。
优选地规定了，修正值包括修正因子，其中，由底电压的与修正因子相乘的平均值来确定每个喷油嘴的底电压。可替换地或附加地可 以规定，修正因子包括偏移，其中，由底电压的与该偏移相加的平均 值来确定每个喷油嘴的底电压。
修正值可以是工作点特定的，因此对于不同的底电压平均值(和 因此对于不同的额定喷射量)，可以在控制设备中存放不同的修正值 (修正因子或偏移)。
如果在计算机中实施具有用于执行本发明方法的所有步骤的程序 代码的计算机程序，则也通过该程序来解决开头所述的问题，以及通 过用于运行具有压电激活的喷油嘴的喷油装置、尤其是内燃机喷油装 置的控制设备来解决开头所述的问题，其中，在闭合状态下给喷油嘴 加载有基准电压，并且为了断开而加载底电压，其特征在于，对于每
个喷油嘴单个调整底电压。 附图
以下借助附图来详细阐述本发明的实施例。在此，
图1示出压电喷油嘴上的随时间变化的电压曲线的略图； 图2示出多个压电喷油嘴的随底电压变化的喷射量的略图； 图3示出本方法的流程图。
图 1示出随时间 t 变化的压电喷油嘴的激活电压 (Ansteuerspan誦g ) UAn。激活电压UAn以伏特为单位来说明，以微秒 [is为单位来绘出时间t。激活电压U^是施加在压电元件上的电压。 在这里从具有直接针的压电喷油嘴(压电式喷嘴(Piezoinjektor )) 出发，也就是从其中阀针直接由压电执行机构置于移动的压电喷油嘴 出发。在进行直接的针控制时，喷嘴针主动地(aktiv)由直接的执行 元件来激活和移动。执行器是通过液压耦合器直接控制喷嘴针的压电 执行机构。
在图1中示出了为了达到所谓的最小量而对这种压电喷油嘴的激 活。例如在汽油发动机在分层运行对进行预喷射时喷射了最小量。通 过将恒定的基准电压Uh从例如190伏特下降到所谓的底电压Ub。上，
招致喷射过程。该喷射量与基准电压U&和底电压仏。之间的差有关。底
电压UB。在保持时间tj皮保持恒定，并在图1的本实例中为恒定的38
MS的保持时间结束之后，底电压l重新提高到基准电压Uea上。在图
1中示范性地以30伏特、50伏特以及70伏特的不同的底电压UB。示出了三个电压曲线。在电压从基准电压UBa下降到底电压UB。时的电压梯度
△ U/At (grad-l)以及在电压从底电压仏。提高到基准电压UBa时的电 压梯度AU/At (grad —2)主要由压电元件的电容和用于激活压电元件 的驱动器的位移电流(Verschiebungsstrom)来决定，并因此可以采 取不同的值。因此，单独通过调节底电压UB。来实现用于达到最小量的 喷射量，即保持基准电压仏a恒定，并只通过改变底电压UB。来调整该量。 在这种情况下，从基准电压U&到底电压仏。上的下降边沿以及保持时间
"和从底电压UB。到基准电压仏a上的上升边沿的总和被保持最小。通过 提高底电压UB。，基准电压仏a与底电压UB。之间的电压差变得更小，其 中降低了整个激活持续时间，该激活持续时间也就是基准电压UBa开始
减小到底电压UB。并从底电压UB。出发重新达到基准电压UBa的时间间隔，
这导致了喷射量的减少。可以将底电压UB。提高到完全不出现预喷射为
止，也就是喷射量变为等于零。在恒定的基准电压uBa、恒定的保持时
间U以及在电压下降或电压提高时的恒定的电压梯度的情况下，喷射 量因此仅仅与底电压UB。有关。因此，喷油嘴的喷射量可以被示为与唯
一的变量(底电压UBD)有关。
在图2中绘出了针对多个喷油嘴的随底电压lk变化的、单位为 mm7H的每个喷射过程的喷射量Q(这里用像沖程(Hub)的H来简写喷 射过程)，喷射量Q的单位为立方毫米，底电压ubd的单位为伏特，所 述多个喷油嘴用EV1至EV4来标出。为此，在基准电压UBa恒定地等于 190伏特时，以不同的底电压UB。来运行型号为PDN25B的四个相同的喷 油器，其中已测量了每个喷射过程H所分别达到的以立方毫米为单位 的喷射量Q。已以两伏特的增量来提高底电压。在每次递增时，针对每 个喷射过程已测量了五十个喷射量Q。由此一方面已针对每个压电喷油 嘴(也称为喷油器(Injektor))确定了冲程/冲程散射，另一方面已 确定了在各个压电喷油嘴之间的散射Ex/Ex。在图2的下部区域中示出 并用H/H标出了冲程/冲程散射的曲线，由在此之上的用EV1至EV4标 出的曲线可以读出Ex/Ex散射。 一方面由图2的图示可以识别，喷射 量随着底电压Ub。的増加而下降，另一方面可以识别出所观察的喷油嘴 之间的相对大的散射。冲程/冲程散射相对小，以致可以忽略这些沖程 /冲程散射的影响。相反地，用曲线EV1至EV4所标出的、喷射量Q随 着在试验中所使用的相同型号的压电喷油嘴的底电压UB。变化的曲线显著更高。在图2的实例中，压电喷油嘴1对于每次喷射一立方亳米的 喷射量必需86 V的底电压UB。，而压电喷油嘴4对于同样的喷射量却必 需97 V的底电压UB。。两个另外的压电喷油嘴2、 3为此必需约91 V 的电压。用于达到喷油器的相同喷射量的电压范围dU在这里因此为11 V。如果在这里以相同的为91 V的平均底电压UB。来运行内燃机中的所 有压电喷油嘴1至4，则这在此表明四个压电喷油嘴的喷射量的散射为 0. 8 mm7H。压电喷油嘴1在底电压为91 V时达到约0. 8 mm7H的喷射 量，压电喷油嘴4在底电压仇。为91 V时达到约1.6 mm7H的喷射量。 不同汽缸中的预喷射量方面的这种差别导致了排放(Emission)的提 高。为了现在在控制设备侧针对最小量给压电喷油嘴以同等的地位， 喷油器特定地来修正各种喷油器的底电压UB。。通过因子Kb。或偏移Cb。 来招致修正。在具有1 mm3/H的额定喷射量(期望喷射量)Q和800巴 的轨压(Raildruck)的选为实例的工作点，在四个压电喷油嘴上进行 平均的底电压UB。m为91 V。如由图2可直接读取的那样，在每个喷射 过程一立方毫米的额定喷射量Q的情况下，压电喷油嘴1的底电压为 87 V，以致给底电压的平均值Ub。m加栽因子0.9451，以便得到必要的 为87 V的底电压UB。。这对应于为-5 V的对于平均底电压的偏移CBD。 在图2的实例中，为了实现lmm7H，压电喷油嘴4必需更高的底电压 UB。，并因此必须加载有>1的因子。该因子一般被计算为
KB。 = U—需要/U—平均。 U —需要是每个压电喷油嘴上的为了达到额定喷射量而必要的底电压。 U-平均是在所有压电喷油嘴上进行平均的、为了达到额定喷射量所必 要的底电压。在图2的实例中，对于lmm7H的喷射量，对于压电喷油 嘴必需的底电压UB。—4为97 V， U—需要=97 V。平均底电压U—平均为 91 V，由此得出了对于压电喷油嘴4的为1.066的修正因子Kb。4。压电 喷油嘴4的偏移电压为6 V。如果现在应用了该喷油器特定的修正，则 在控制设备侧给喷油器以同等的地位，这导致预喷射量的Ex/Ex散射 的降低。
必须对于每个单个工作点分开来实现修正因子L。或电压偏移CB。
的以每个喷射过程一立方毫米的额定喷射量Q为例所阐述的确定。为 此例如可以在每次喷射的喷射量上的被用于最小量并且因此对于使其
等同所考虑的范围中，分别逐步地考察工作点。例如可以在每个喷射过程0.4立方毫米到每个喷射过程3立方毫米之间的额定喷射量的范 围中，用每个喷射过程0.1立方毫米的步长来确定各个喷油器的修正 值。于是例如将修正值作为特性曲线族的表存放在控制设备中。
可替换地可能在整个范围上确定恒定的修正值。为此可以决定如 以上所述地由一个范围上的修正值来确定的平均修正值，或将在诸如 借助图2所阐述的唯一的工作点上的修正值用于整个范围。在这种情 况下，针对每个压电喷油嘴可以使用单个值，而不是使用具有多个工 作点特定的值的表。
图3示出所属工作方法的流程图。首先在步骤101确定每个喷射 过程的额定喷射量Q at。该值可以例如工作点特定地由内燃机的控制 设备来提供。于是在步骤102,确定所有压电喷油嘴的平均底电压的平 均值仏。m。该平均值可以对于一结构系列的压电喷油嘴被存放为代表在 多个结构相同的压电喷油嘴上的平均值的平均额定值。于是在步骤103 确定每个压电喷油嘴的单独的修正因子KB。。索引(n)在这里应表明 分别单独地对于每个单个压电喷油嘴来确定该值。例如可以从被存放 在存储器中的表中获取这些值。在步骤104，于是每个压电喷油嘴n的 底电压的值被确定为由喷油嘴特定的因子KB。 w和平均底电压Ub。m枸成 的乘积。这里也可以按意义确定偏移Cb。而不是因子KB。 (n)。
权利要求
1. 用于运行具有压电激活的喷油嘴的喷油装置、尤其是内燃机喷油装置的方法，其中，在闭合状态下给喷油嘴加载有基准电压(UBa)，并且为了断开而加载底电压(UBo)，其特征在于，对于每个喷油嘴单个调整所述底电压(UBo)。
2. 按照权利要求1所述的方法，其特征在于，由底电压(UB。)的 平均值和对于所述喷油嘴独特的修正值(KB。)来确定每个喷油嘴的底 电压(UB。)。
3. 按照权利要求2所述的方法，其特征在于，所述修正值(KB。) 包括修正因子，其中由底电压(UB。)的与修正因子(KB。)相乘的平均 值来确定每个喷油嘴的底电压(UB。)。
4. 按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述修正值(KJ 包括偏移(CB。)，其中由底电压(UB。)的与偏移(CB。)相加的平均值 来确定每个喷油嘴的底电压。
5. 按照权利要求1或4之一所述的方法，其特征在于，所述修正值是工作点特定的。
6. —种具有程序代码的计算机程序，如果在计算机中实施所述程 序，则所述程序代码用于执行按照权利要求1至5之一所述的所有步 遞
7. 用于运行具有压电激活的喷油嘴的喷油装置、尤其是内燃机喷 油装置的控制设备，其中，在闭合状态下给喷油嘴加载有基准电压(UBa)，并且为了断开而加载底电压(UBD)，其特征在于，对于每个 喷油嘴单个调整所述底电压(UB。)。
全文摘要
用于运行具有压电激活的喷油嘴的喷油装置、尤其是内燃机喷油装置的方法，其中，在闭合状态下给喷油嘴加载有基准电压，并且为了断开而加载底电压。对于每个喷油嘴单个调整底电压。
文档编号H01L41/04GK101427016SQ200780014583
公开日2009年5月6日 申请日期2007年3月27日 优先权日2006年4月24日
发明者M·根克贝 申请人:罗伯特·博世有限公司