用于对压电致动器充电或放电的方法和控制装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于对一压电的致动器（100）、尤其内燃机的喷射阀的压电的致动器进行充电或放电的方法，其中，所述致动器（100）的第一接口（102）至少暂时地经由一传输电感（L）被置于第一参考电位（PB1）上，其特征在于，所述致动器（100）的操控根据所述第一参考电位（PB1）和所述致动器（100）的第一接口（102）上的电位（P102）之间的电位差来实施。
【专利说明】用于对压电致动器充电或放电的方法和控制装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于对一压电致动器、尤其是内燃机的喷射阀的压电致动器进行 充电或放电的方法，其中，所述致动器的第一接口至少暂时地经由一传输电感被置于第一 参考电位上。
[0002] 本发明还涉及一种用于实施这种方法的操控装置。
【背景技术】
[0003] 从EP 1 139 448 B1中已经公开了用于对压电致动器充电或放电的一种方法和一 种操控装置。但该公开的方法尤其在所述压电致动器的比较暂时的操控的情况下只能实现 关于所述压电致动器的充电或放电方面的受限的准确度。尤其是仅不足够地考虑在所述操 控装置或所述致动器运行期间变化的参量。
【发明内容】
[0004] 因此，本发明的任务在于，如此地改进文章开头所述类型的方法和操控装置，使得 能够实现所述压电致动器的精确的充电或放电，由此尤其能够执行即使利用特别小的燃料 量的燃料喷射。
[0005] 该任务在文章开头所述类型的方法的情况下根据本发明通过如下方式解决，即所 述致动器的操控根据所述第一参考电位和所述致动器的第一接口上的电位之间的电位差 来实施。
[0006] 根据本发明已经认识到，所述第一参考电位和所述致动器的第一接口上的电位之 间的电位差具有对于针对所述压电致动器的充电或放电所使用的电流的时间走向的重要 影响。因此，根据本发明的所述电位差的考虑能够实现所述压电致动器的特别准确的操控， 从而尤其也能够以相对于现有技术提高的精确度来实现即使比较短的操控时间。
[0007] 在一种实现所述致动器的特别精确的操控的优选的实施方式中规定，重复地获知 所述电位差。例如可以在所述压电致动器或者包含所述致动器的喷射系统的每个(计划的） 运行状态变化时或之前获知所述电位差。特别有利的是，也可以设置所述电位差的一周期 性的获知，由此确保所述致动器的操控可始终根据实际存在的电位差来实施。尤其适宜的 是，在所述致动器的计划的操控之前获知所述电位差，特别优选尽可能在所述计划的操控 之前很短的时间内获知，用以将通过获知所述电位差的时间点和操控所述致动器的时间点 之间的电位差的在此期间的变化所引起的不必要的误差尽可能保持得很小。
[0008] 在另一种有利的实施方式中规定，所述致动器在使用电流脉冲进行充电和/或放 电，由此使得根据本发明的方法与针对压电致动器的操控装置的现有的架构兼容。通过使 用电流脉冲还实现了一针对所述压电致动器的平均的充电电流或者说放电电流的特别准 确的调节。
[0009] 在另一种有利的实施方式中规定，针对所述充电，所述致动器的第一接口至少一 次、但优选多次置于所述第一参考电位上，直到一经由所述传输电感流入到所述致动器中 的充电电流超过了一可预设的第一额定值。一旦识别到超过了所述第一额定值，则所述致 动器或所述传输电感可以有利地再次从所述第一参考电位上分开，其中，在拆除所述传输 电感的磁场的情况下继续通过所述传输电感流动的电流继续流入到所述致动器中。特别优 选地，还可以在低于一针对所述充电电流的电流额定值之后，重新将所述致动器的第一接 口（经由所述传输电感）置于所述第一参考电位上，用以以已知的方式再次提高所述充电电 流。
[0010] 通过前面描述的方法可以在使用电流脉冲的情况下特别高效地实现所述压电致 动器的充电。通过根据本发明考虑针对所述致动器的操控的电位差，可以有利地以特别高 的精确度调节出针对所述压电致动器的比较小的平均的充电电流，即使当所述压电致动器 或者说其第一接口和针对所述充电所使用的参考电位之间的电位差比较大时。一般地，由 此可以改善所述致动器充电的准确度也因此也可以改善随着所述充电产生的致动器行程， 这尤其在使用所述致动器用于操作一喷射阀的元件时是有利的。
[0011] 总的来说，通过使用根据本发明的方法可以更准确地调节通过所述致动器的充电 电流或放电电流的时间走向。特别有利的是，在此情况下也产生了较少的损失功率，因为 在充电开关或放电开关上施加了很小的平均的开关电压，所述开关例如通过半导体开关实 现，其将所述传输电感与相关的参考电位连接起来或者说从其上分开。
[0012] 本发明的另一个优点在于，在使用所述压电致动器的情况下，在同时减小行程至 行程分散（Hub-Zu-Hub-Streuungen)的情况下改善小的以及最小的喷射量的可描述性。
[0013] 在另一种有利的实施方式中规定，针对所述放电，所述致动器的第一接口至少一 次、但优选多次置于一第二参考电位上，直到一经由所述传输电感从所述致动器中流出的 放电电流超过了一可预设的第二额定值。针对所述第二参考电位，例如使用一操控所述致 动器的操控装置的共同的接地电位，而针对所述第一参考电位例如使用一与上述不同的、 尤其更大的电位，例如一机动车车身网络电压或一从该机动车车身网络电压中导出的较高 的直流电压。
[0014] 在另一种有利的实施方式中规定，使用一电容元件，用以提供所述第一参考电位， 并且获知一施加在所述电容元件上的电压，其中，优选也获知一施加在所述致动器上的电 压。所述电容元件可以例如是一缓冲电容器，其经由一合适的充电电路被充电到所希望的 电压上。所述缓冲电容器的标称电压可以例如是一种电压，其略微大于所述致动器在其运 行期间被充电到的最大电压。
[0015] 根据本发明的所述第一参考电位和所述致动器的第一接口上的电位之间的电位 差的考虑可以在该实施方式的的情况下例如通过如下方式进行，即获知所述缓冲电容器上 的电压，并且获知所述致动器上的电压。从这些信息中也可以推断出所述第一参考电位和 所述致动器的第一接口上的电压之间的电位差，这尤其当所述致动器和所述缓冲电容器作 为共同的参考电位都具有一接地电位时是特别简单的。在该情况下，在所述第一参考电位 和所述共同的接地电位之间的电位差相应于所述缓冲电容器上的电压，并且所述压电致动 器的第一接口和所述共同的接地电位之间的电位差相应于施加在所述压电致动器上的电 压。
[0016] 在设置与所述压电致动器串联的并且例如具有一特别小的电阻值的串联电阻 (Uingswiderstjinden)以便能够以已知的方式实现一电流测量的情况下，同样可以有利地 应用本发明的原理，其中，必要时可以考虑在所述串联电阻上出现的电压降。
[0017] 在另一种有利的实施方式中规定，至少一个影响在所述充电期间通过所述致动器 流动的电流的时间走向的参量根据所述第一参考电位或者说所述第二参考电位与所述致 动器的第一接口上的电位之间的电位差来选择。影响所述充电电流的参量可以例如是一电 流脉冲模式的参数，该电流脉冲模式应该针对充电来使用。尤其可以是前面已经描述的针 对所述充电电流或所述放电电流的第一或第二额定值。该实施方式的功能原理也可以类似 地应用到所述致动器的放电过程上。
[0018] 在所述充电期间，有利地考虑所述第一参考电位和所述压电致动器的第一接口的 电位之间的电位差，相反，在所述放电的情况下，考虑所述第二参考电位(例如接地端）和所 述压电致动器的第一接口的电位之间的电位差，用以选择前面描述的产生影响的参量。
[0019] 在另一种有利的实施方式中规定，（针对所述充电电流或所述放电电流的）所述第 一额定值和/或所述第二额定值根据所述电位差来选择。特别优选地，所述第一和/或所 述第二额定值可以额外地根据一操控所述致动器的操控装置或该操控装置的部件的至少 一个等待时间来选择。由此可以考虑所观察的运行参量（电流、电压)的时间变化，所述变化 由此得出，即所述操控装置无法任意快速地实施或者说转换所述运行状态变化或者说所述 控制参量的变化，而是仅在存在所观察的等待时间(例如在操控所述半导体开关或者说针 对其的驱动级或一计算单元等等的情况下的信号运行时间）的情况下实施或者说转换。特 有利地，可以额外地考虑所述传输电感的感应率，即所述传输电感的实际的感应率值，用以 选择针对所述充电电流的第一额定值，或针对所述放电电流的第二额定值。
[0020] 作为本发明的任务的另一种解决方案，设置一种根据权利要求9所述的操控装 置。其它有利的设计方式是从属权利要求的主题。
[0021] 本发明的其它特征、应用可能性和优点从下面的本发明的实施例的描述中给出， 所述实施例在附图中展示。在此，所有描述的或展示的特征针对自身或以任意的组合形成 本发明的主体，与他们在权利要求书中的归纳或它们的引用关系无关，并且与它们在说明 书或附图中的撰写或展示无关。
【专利附图】
【附图说明】
[0022] 在附图中示出： 图1示意性示出了根据本发明的操控装置的第一种实施方式的电路系统， 图2a示出了在一针对所述压电执行器的充电所使用的第一运行状态中的根据图1的 电路系统， 图2b示出了在一针对所述压电执行器的放电所使用的第二运行状态中的根据图1的 电路系统， 图3示意性示出了在一充电过程期间所述压电致动器的不同的运行参量的时间图表， 图4示意性示出了根据本发明的另一种实施方式的方块图，以及 图5示出了根据本发明的方法的一种实施方式的简化的流程图。
【具体实施方式】
[0023] 图1示出了用于一压电致动器100的操控装置200的电路系统220。该操控装置 200具有一 DC (直流电流)/DC转换器210,其从一入口侧地通过一电压源215 (例如机动车 车身网络电池）向其输送的直流电压产生一输出直流电压，该输出直流电压例如大于所述 电压源215的输入电压。在此，所述DC/DC转换器210的输出电压例如约为200伏。
[0024] 所述操控装置200的电路系统220的缓冲电容器C通过所述DC/DC转换器210被 充电到所述DC/DC转换器210的输出电压上。施加在所述缓冲电容器C上的电压在此利用 附图标记UC表示。由于在图1中所述缓冲电容器C的下部接口直接与一共同的接地电位 连接，该接地电位相应于一第二参考电位PB2，因此所述缓冲电容器C上的电压UC相应于一 施加在图1中所述缓冲电容器C的上部接口上的第一参考电位PB1和所述共同的接地电位 PB2的电位差。
[0025] 所述电路系统220还具有第一开关S1和第二开关S2,它们相互串联。所述开关 S1和S2的串联电路从图1可见与所述缓冲电容器C并联。
[0026] 同样与所述缓冲电容器C并联的是一由两个二极管D1、D2组成的串联电路，其中， 第一二极管D1的阴极与在图1中所述缓冲电容器C的上部接口，即与所述第一参考电位 PB1连接，而第二二极管D2如此布置，使得其阳极与所述接地电位或者说所述第二参考电 位PB2连接。
[0027] 在所述二极管D1和D2和所述开关SI、S2之间定义一节点K，在该节点处一传输 电感L与一未详细在图1中示出的第一接口联接。所述传输电感L的第二接口联接到所述 压电执行器100的第一接口 102上。所述压电执行器100的第二接口 104在此与所述共同 的第二参考电位PB2 (接地电位）连接。
[0028] 所述操控装置200、尤其所述开关S1、S2的控制在此经由所述控制装置230进行， 其中，所述开关例如可以是半导体开关(例如针对开关应用的最佳的场效应晶体管)。为此， 所述控制装置230将相应的输出信号221例如发送到所述开关SI、S2上。此外，所述控制 装置230也接收一个或多个输入信号222,其中，所述输入信号可以是数字的或也可以是模 拟的参量，例如描述所述缓冲电容器C上的电位PB1或者说电压UC，和/或所述致动器100 的第一接口 102上的电位P102等等的特性的参量。
[0029] 为了对所述压电致动器100进行充电，所述控制装置230将所述开关SI、S2控 制到在图2a中所示的状态中。这意味着，所述第一开关S1是闭合的，并且所述第二开关 S2是打开的。由此限定了在所述第一参考电位PB1经由所述第一开关S1、经由所述传输 电感L和所述压电致动器100的第一接口 102并且最后至所述共同的参考电位PB2 (接地 端）之间的电流路径，该电流路径能够实现从所述缓冲电容器C穿过所述传输电感L到所 述压电致动器100中的电流I_L。该电流代表了所述充电电流（Ladestrom)或者说充电电 流（Aufladestrom) I_L，利用该充电电流对所述压电致动器100进行充电。一旦所述致动 器100不应该被继续充电时，则所述控制装置230可以例如打开所述第一开关S1，由此首 先继续延续一通过所述传输电感L、即通过元件D2、L、100的电流。但在拆除所述传输电感 L的磁场之后，只要所述开关S1、S2保持打开，则不发生所述压电致动器100的继续的充电 过程。
[0030] 图2b示出了在一第二运行状态中的操控装置200,其在此用于对所述压电致动器 100进行放电。在该第二运行状态下，所述第一开关S1打开并且所述第二开关S2闭合。以 这种方式形成了在所述致动器100的第一接口 102经由所述传输电感L和所述闭合的第二 开关S2直至所述接地电位PB2之间的电流路径。由此，一放电电流I_E可从所述致动器100 经由所述传输电感L向所述接地电位PB2流动，该放电电流以已知的方式对所述压电致动 器100放电。一旦所述压电致动器100不应该被继续放电时，所述第二开关S2打开并且针 对仍在所述传输电感L的情况下存在的磁场的拆除可以构造一可替换的从所述致动器100 经由所述传输电感L和所述二极管D1直至在图2b中所述缓冲电容器C的上部接口的电流 路径，从而所述压电致动器100的放电电流的至少一部分可以用于将电能反馈到所述缓冲 电容器C中。该工作原理是已知的并且关于此的其它细节例如在文章开头已述的EP1 139 448 B1中描述。
[0031] 图3示出了所述压电致动器100或所述操控装置200在一充电过程期间的不同的 运行参量的时间走向。
[0032] 假定，所述致动器100在一时间点to完全放电，因此具有一充电电压U0=0V。在该 时间点to还调节出已经在前面参照图2a描述的所述操控装置200用于对所述压电致动器 100进行充电的运行状态，由此调节出在图3中同样描绘的充电电流I_L。该充电电流I_L 在时间点t0和tl之间的基本上线性的第一上升基本上通过所述操控装置200的电路技术 的事实、尤其所述传输电感L以与所述压电致动器100串联的方式的存在而得出。
[0033] 在此，所述致动器100的充电应该脉动地进行，其中，一旦达到了一可预设的第一 额定值I_L_soll，所述充电电流1立应该有利地总是被切断。在如从图3中可见，在时间 点tl第一次是这种情况。由于在信号检测和关于实际的充电电流I_L的测量的处理以及 与此联接的例如所述开关S1、S2的操控的情况下的等待时间，直至所述第一开关S1为了中 断根据图2a的充电电流路径而实际打开，得出了直至时间点t2的时间延迟。时间差t2-tl 基本上通过所述操控装置200的等待时间引起。从根据图3的时间走向I_L中可见，在所 述等待时间（tl、t2)期间，所述充电电流I_L基本上线性地继续上升到一不希望高的最大 值Imax。在时间点t2所述充电电流路径通过所述开关S1的打开被实际地中断，在该时间 点所述充电电流I_L才-再次基本上线性地-随时间减小，从而直至大约时间点t4得出了 一平均的充电电流Ilm，如其在从t0至t4的时间范围中通过图3中相应地描绘的水平虚线 来标记。
[0034] 由此可见，所述平均的充电电流Ilm大大地超过了针对所述充电电流I_L的可预 设的第一额定值I_L_soll，由此在所述压电致动器100的充电时出现不准确性。
[0035] 一旦例如通过所述控制装置230以前面已经描述的方式通过测量技术检测或者 说获知的实际的充电电流1立应该再次降到所述第一额定值I_L_soll以下时，这在当前在 时间点t3进行，则重新闭合所述开关S1，以便能够实现通过相应的充电电流路径的第二充 电电流脉冲。当然，但由于其它的等待时间，所述第一开关S1的实际闭合在时间点t4才进 行且不是在时间点t3就已经进行，在该时间点实际上所述充电电流I_L已经低于所述可预 设的第一额定值。
[0036] 这意味着，直至时间点t4才重新闭合所述第一开关S1 (图2a)，从而所述充电电 流I_L再次基本上线性地上升。因此在接下来的时间点t5,所述充电电流I_L重新超过了 所述第一额定值I_L_soll，由此所述控制装置230再一次地借助于所述第一开关S1的打 开而引起所述充电电流路径的中断。但由于其它的等待时间，这在接下来的时间点t6才进 行。时间点t5、t6之间的等待时间相应于已经描述的等待时间tl、t2并且代表了单个的部 件230、所述操控装置200的S1针对所述开关S1的打开过程以及相应的超过了针对所述充 电电流I_L的可预设的第一额定值的识别的聚集的等待时间。
[0037] 在时间点t6重新打开第一开关S1 (图2a)，由此所述充电电流I_L重新减小并且 重复该操控模式。
[0038] 以前面描述的方式可以有利地借助于电流脉冲PI、P2、P3、…引起所述电的致动 器100的充电过程。
[0039] 但由于系统固有的等待时间（间隔（tl，t2)、（t3, t4)、（t5, t6)，针对相应的电流 脉冲？1、？2、？3实际得出的平均的充电电流11111、12111、13111通常与针对所述充电电流1_1^的 第一额定值I_L_soll不同，由此在所述充电期间得出了如已经描述的在操控所述压电致 动器100时的不准确性。该不准确性影响了在通过一喷射阀(未示出）的燃料配量时的精确 度，该喷射阀借助于所述致动器100来操作。
[0040] 图3除了所述充电电流I_L的时间走向之外还示出了所述压电致动器100上的电 压 U100 (图 2a)。
[0041] 根据本发明已经认识到，在所述致动器100的第一接口 102和一参考电位(例如 PB1、PB2)之间的电位差对于所述致动器100的充电过程或放电过程具有重要的影响，其 中，所述电路系统220的节点K (图1)被置于所述参考电位上。
[0042] 尤其是所述充电电流I_L的时间走向的陡度（图3)取决于点K和102之间的电位 差。同样对于所述放电电流I_E有效。
[0043] 因此，根据本发明建议，在电地操控所述执行器100时考虑所述电位差，尤其用于 所述充电和/或用于所述放电。
[0044] 图3在图表中示出了根据本发明观察的在前面参照图3描述的充电过程期间的不 同的运行时间点的电位差，其中，在该图表中绘制了所述致动器100的充电电压U100。
[0045] 在点102 (图1)和节点K之间的第一电位差PD1在所述充电过程的开始（t=t0) 时给出。相应地，在时间点to、t2之间调节出所述充电电流I_L的具有相应陡的时间上升 的充电过程。
[0046] 在时间点t4重新闭合所述第一开关S1时，所述致动器100已经被充电到第一电 压U1>U0上，从而经由所述传输电感L起作用的电势差PD2在时间点t4相应地小于在时间 点to的第一电位差roi。
[0047] 这同样对于其它的电位差H)3、PD4有效。
[0048] 相应于前述的电位差roi.....ro4,在从to或者说从t4等等开始的相应的充电 时间范围中调节出一具有相应的时间梯度的充电电流I_L。
[0049] 根据本发明建议，所述电势差roi、H)2...或者一般来说所述压电致动器100的第 一接口 102和所述节点K或者说一参考电位PB1、PB2之间的电位差，针对所述充电或者说 所述放电的目的予以考虑，尤其为了根据所述电位差来修改所述压电致动器100的操控， 例如在针对不同的电流脉冲P1、P2、P3的平均的充电电流Ilm、I2m、I3m的更准确的调节的 意义上，其中，将所述节点K置于所述参考电压上。
[0050] 其它有利的可以是-只要已知的或者说可获知的或者说决定的-替选于或附加于 经由所述传输电感L的电位差的观察，针对所述致动器100的操控考虑所述操控装置200 的一个或多个等待时间，如其在获知例如所述充电电流I_L以及所述开关SI、S2的操控时 出现的那样，由此能够实现所述致动器100的更加精确的操控。
[0051] 图4示例性示出了本发明的一种实施方式的简化的方块图，其中，借助于一修正 装置240来修正针对所述充电电流I_L的额定值I_L_soll，用以获得一修正的额定值1_ L_soll'，应该利用该修整的额定值代替所述额定值I_L_soll来操控所述致动器100,用 以平衡前面描述的不希望的效果(所述充电电流1立关于所述额定值I_L_soll的上冲 (Oberschwinger)和下冲（Unterschwinger))。
[0052] 功能块240在此情况下代表了根据本发明的对于经由所述传输电感L、即在所述 接口 102 (图1)和所述电路节点K之间的电位差以及所述操控装置200的不同的等待时间 的考虑。
[0053] 所述功能块240配设有第一计算单元242,其任务在于，根据所述节点102、K之 间的电位差，以及必要时也根据所述装置200的已知的等待时间，获知第一修正参量K1，并 且输送给所述功能块240,用于修正所述充电电流或者说针对所述充电电流的额定值I_L_ soil。
[0054] 所述计算单元242配设有一减法器，其从施加在所述缓冲电容器C (图1)上的电 压UC和所述致动器电压U100中形成一差值，并且将该差值输送给所述第一计算单元242。 向所述第一计算单元242还输送一描述第一等待时间的特性的参量tLl，该参量代表了在 时间区间t=tl至t=t2 (图3)中例如在一测试结构中测量技术地获知的等待时间。
[0055] 此外，还可以向所述第一计算单元242输送一其它的输入参量It，其代表了所述 传输电感L (图1)的实际的感应率值。特征参量It可以例如在所述操控装置200的一特 殊的测量运行方式下获知，或者也可以通过一合适的计算模块来提供，或者在所述控制装 置230编程或执行时说明。
[0056] 根据所述输入参量此、瓜00、让1、1丨，所述第一计算单元242如已经描述的那样获 知第一修正参量K1，其可以在所述功能块240中用于修改所述额定值I_L_soll。例如当入 口侧地向所述第一计算单元242输送一针对所述等待时间tLl的比较大的值时，所述第一 修正参量K1可以设置一针对所述充电电流I_L的额定值I_L_soll的减小，用以考虑如下 事实，即由于所述等待时间tLl，例如在时间点tl (图3)之后发生一电流上冲，并且根据本 发明所观察的阈值也可以相应地减少，用以避免所述充电电流超出所述额定值I_L _soll 之外的太强烈的上冲。
[0057] 以类似的方式将所述执行器电压U100和所述电容器电压UC之间的差在所述第一 计算单元242中考虑，其中，所述电容器电压代表了所述第一参考电位PB1。例如可以在比 较大的差UC-U100的情况下推断出在所述充电期间的一相应陡的时间上的电流上升，并且 又可以将所述额定值I_L soil借助于一相应地选择的第一修正参量K1与所述节点102、K 之间的比较大的电位差进行匹配，以便能够实现在所述充电期间所述致动器100的精确的 操控。
[0058] 类似于所述第一计算单元242,还设置一第二计算单元244,其获知一第二修正参 量K2并且提供给所述功能块240用于所述额定值I_L_soll的其它修正。所述第二计算 单元244在入口侧获得所述致动器电压U100。在所述致动器100的充电过程的框架中打 开所述第一开关S1之后，针对所述充电电流I_L的其它的时间走向近似地通过所述致动器 100的第一接口 102和所述共同的接地电势PB2之间的电位差来给出决定性的电位差。只 要-如当前-所述致动器100的第二接口 104与所述共同的接地电势PB2连接，一旦在一 电流脉冲P1、P2、P3期间所述第一开关S1打开，则相应地所述致动器电压U100作为经由所 述传输电感L的电位差起作用。这意味着，一旦在所述致动器100的充电过程期间所述第 一开关S1 (图1)从一闭合的状态出发再次被打开时，得出了所述充电电流I_L的时间上的 电流梯度，其与所述致动器电压U100成正比。该参量通过所述第二计算单元244按照根据 本发明的原理来有利地被考虑，以便在所述充电电流I_L在所述脉冲PI、P2、P3 (图3)期 间下降的边沿中也能够实现所述致动器100的精确的操控，例如用以避免低于所述额定值 I_s〇ll的过大的电流下冲。只要例如所述致动器电压U100具有比较大的值，则归因于所述 充电电流I_L例如在从t=t2至t=t4的时间范围中的相应陡的下降。相应地，所述可预设 的额定值I_L_soll可以由于通过所述第二计算单元244提供的第二修正参量K2如下地进 行校正，使得所述充电电流在t=t3至t=t4的等待时间范围中减小，且因此实现了进一步接 近实际希望的充电电流，即所述额定充电电流I_L_soll。
[0059] 类似于所述第一计算单元242,所述第二计算单元244也可以有利地考虑相应的 等待时间tL2以及所述传输电感L的实际起作用的感应率It。
[0060] 所述第一计算单元242与前面的实施方式相应地可用于平衡超过所述额定值1_ L_sol 1的电流上冲，并且所述第二计算单元244可用于平衡低于所述额定值I_L_sol 1的电 流下冲。
[0061] 所述参量tL2在此情况下优选代表一针对在根据图3的时间范围t3、t4中的不希 望的等待时间的尺度。
[0062] 所述功能块240根据所述修正参量ΚΙ、K2,例如基于一特征场修改所述可预设的 额定值I_L_soll，或者也可以加法地或乘法地修改，由此获得针对所述充电电流I_L的修 正的额定值I_L_soll'。利用该修正的额定值I_L_soll'将所述致动器100优选针对至少 一个接下来的电流脉冲P2运行，用以平衡前面多次描述的电流上冲或下冲的不希望的效 果。
[0063] 在图4中描绘的功能块240、242、244的功能特性可以例如集成在所述控制装置 230 (图1)的一计算单元、例如一微控制器中。
[0064] 图5示出了根据本发明的方法的一种实施方式的简化的流程图。在第一步骤300 中获知所述致动器100的第一接口 102和所述第一参考电位PB1之间的电位差，该第一参 考电位例如应该用于所述致动器100的充电并且在闭合的第一开关S1的情况下施加在所 述传输电感L上。所述电位差的获知300例如通过所述电容器电压UC和所述致动器电压 U100的测量以及通过根据网格分析（Maschenregel)的相应的差值形成来进行，只要两个 部件C、100具有一共同的第二参考电位PB2,如当前是所述接地电位。
[0065] 根据本发明的原理也可以有利地应用到如下的电路配置上，其中，针对所述部件 C、100不给出共同的接地电位PB2。在该情况下必须以适当的方式考虑根据本发明所观察 的经由所述传输电感的电压差。
[0066] 在根据本发明的方法的第二步骤310中，有利地针对所述致动器100的其它操控 来考虑所获知的电压差。在一种优选的实施方式中这可以进行例如以图4的功能图表的形 式进行。特别有利地，重复地获知经由所述传输电感L的电压差，尤其优选周期性地和/或 分别由所述致动器100的计划的操控来获知，其中，所述电压差在所述充电或者说所述放 电期间确定所述电流梯度。
[0067] 特别优选地，所述电位差的获知例如在时间点t0、t2、t4、t6进行，即尤其在如下 的时间点，在这些时间点例如所述第一开关S1实际经历一运行状态变换(打开、闭合)。由 此有利地确保了，始终存在作用在所述传输电感L上的实际的电位差，由此给出了在平衡 所述致动器1〇〇的针对接下来的电流脉冲的操控的情况下的精确度的进一步提高。
[0068] 根据本发明的原理，其已参照图3和4借助于所述致动器100的充电过程描述过， 可容易地转义到所述致动器100的一放电过程上。例如可以类似于根据图3的脉动的充 电，也可以进行一脉动的放电，这通过周期性地打开或闭合所述放电开关S2 (图2b)在同时 打开的第一开关S1的情况下实现。在图2b中描绘的所述操控装置200的电路拓扑的情况 下，在所述传输电感L上下降的电压-在闭合的第二开关S2的情况下-相应于所述致动器 电压U100。这意味着，所述致动器电压U100直接针对所述放电电流I_E的电流梯度有决定 性，从而在知晓所述致动器电压U100的情况下可有利地实现一针对所述放电电流I_E的第 二额定值的平衡-类似于前面的借助于所述充电电流进行描述的实施方式_，只要所述第 二开关S2是闭合的。
[0069] 当所述第二开关S2在放电期间被打开时，例如由于所述放电电流I_E超过了所述 第二额定值，在所述传输电感L上作用所述电位差U100-UC ;这在所述放电电流I_E的下降 的边沿期间影响所述时间上的电流梯度，且同样可以针对在所述致动器100的放电期间的 操控来考虑。
[0070] 此外，同样可以考虑所述等待时间和所述感应率值It，用以改变针对所述放电过 程的致动器100的操控。
[0071] 在一种特别优选的实施方式中，可以仅仅考虑所述传输电感L上的电位差，用以 影响所述致动器100的操控，例如用以修改针对所述充电电流或者说放电电流的相应的额 定值。但所述致动器100的更加精确的操控有利地通过其它的考虑所述等待时间（tLl、 tL2、图4)以及必要时通过额外地考虑串联电感L的实际的感应率It来得出。
[0072] 当所述致动器100应该在不具有多个电流脉冲的情况下进行充电或放电时，也可 以有利地应用根据本发明的原理。例如当所述充电或者说所述放电在唯一一个利用一充电 电流或者说一放电电流的不中断的供电内进行时，根据本发明的所述电位差和/或所述等 待时间或者说实际感应率的考虑可以是有利的。
[0073] 在一用于内燃机的燃料喷射阀中使用根据本发明运行的致动器100时，可以特别 有利地利用较大的精确度实现即使特别小的喷射量，因为根据本发明的电流上冲和电流下 冲的平衡直接导致所述致动器100的相应的调节误差的减小。
【权利要求】
1. 用于对一压电的致动器（100)、尤其内燃机的喷射阀的压电的致动器进行充电或放 电的方法，其中，所述致动器（100)的第一接口（102)至少暂时地经由一传输电感（L)被置 于第一参考电位（PB1)上，其特征在于，所述致动器（100)的操控根据所述第一参考电位 (PB1)和所述致动器（100)的第一接口（102)上的电位（P102)之间的电位差来实施。
2. 按照权利要求1所述的方法，其中，重复地、尤其周期性地和/或分别在所述致动器 (100)的计划的操控之前，获知所述电位差。
3. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在使用电流脉冲的情况下对所述致 动器（100)进行充电和/或放电。
4. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，针对所述充电，所述致动器（100)的 第一接口（102)至少一次地、但优选多次地被置于所述第一参考电位（PB1)上，直到一经由 所述传输电感（L)流入到所述致动器（100)中的充电电流（I_L)超过一能预设的第一额定 值（I _L_soll)。
5. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，针对所述放电，所述致动器（100)的 第一接口（102)至少一次地、但优选多次地被置于一第二参考电位（PB2)上，直到一经由所 述传输电感（L)从所述致动器（100)中流出的放电电流（I_E)超过一能预设的第二额定值。
6. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，使用一电容元件（C)，用以提供所述 第一参考电位（PB1)，并且其中，获知一施加在所述电容元件（C)上的电压（UC)，其中，优选 也获知一施加在所述致动器（100)上的电压（U102)。
7. 按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，根据所述第一参考电位（PB1)或所 述第二参考电位（PB2)与所述致动器（100)的第一接口（102)上的电位（P102)之间的电位 差，选择至少一个影响在所述充电期间通过所述致动器（100)流动的电流（I_L)的时间走 向的参量，和/或至少一个影响在所述放电期间通过所述致动器（100)流动的电流（I_E)的 时间走向的参量。
8. 按照权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述第一额定值（I_L_soll)和/ 或所述第二额定值根据所述电位差来选择，优选额外地根据a)-操控所述致动器（100)的 操控装置（200)的至少一个等待时间，和/或b)所述传输电感（L)的感应率来选择。
9. 用于对一压电的致动器（100)、尤其内燃机的喷射阀的压电的致动器进行充电或放 电的操控装置（200 )，其中，所述操控装置（200 )构造用于，将所述致动器（100 )的第一接口 (102)至少暂时地经由一传输电感（L)置于第一参考电位（PB1)上，其特征在于，所述操控 装置（200 )构造用于，将所述致动器（100 )的操控根据所述第一参考电位（PB1)和在所述致 动器（100)的第一接口（102)上的电位（P102)之间的电位差来实施。
10. 按照权利要求9所述的操控装置（200)，其中，所述操控装置（200)构造用于，重复 地、尤其周期性地和/或分别在所述致动器（100)的计划的操控之前，获知所述电位差。
【文档编号】F02D41/20GK104066958SQ201380006714
【公开日】2014年9月24日 申请日期:2013年1月14日 优先权日:2012年1月26日
【发明者】J-H.巴特, M.克里格, B.奥斯滕多夫, M.格拉夫 申请人:罗伯特·博世有限公司