用于確定噴射閥的噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于確定設(shè)有多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)的噴射閥的噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的方法，在所述方法中，通過(guò)壓電致動(dòng)器直接致動(dòng)噴嘴針。
【背景技術(shù)】
[0002]在這樣的噴射系統(tǒng)中，通過(guò)壓電致動(dòng)器致動(dòng)相應(yīng)噴射閥的噴嘴針。當(dāng)向壓電致動(dòng)器施加電壓時(shí)，壓電致動(dòng)器長(zhǎng)度增加，結(jié)果是以此方式可以控制噴射閥的噴嘴針的位置。對(duì)于這樣的噴射閥，在相應(yīng)車(chē)輛的所有操作條件和相應(yīng)車(chē)輛的整個(gè)使用壽命中，對(duì)噴射量的準(zhǔn)確度和穩(wěn)固性的要求非常嚴(yán)格。
[0003]為了在實(shí)際噴射過(guò)程期間識(shí)別噴嘴針位置(主動(dòng)操作)，使用壓電致動(dòng)器發(fā)出的反饋信號(hào)。這里壓電致動(dòng)器用作傳感器。然而，這個(gè)信息容易受到大的干擾變量影響，因?yàn)閴弘娭聞?dòng)器同時(shí)既用作致動(dòng)器又用作傳感器。尤其通過(guò)電流施加的相關(guān)輸出級(jí)的致動(dòng)曲線、通過(guò)壓電致動(dòng)器與噴嘴針之間的力傳輸?shù)目辙D(zhuǎn)沖程、通過(guò)噴嘴針區(qū)域中的摩擦效應(yīng)，并且通過(guò)壓電致動(dòng)器的實(shí)際沖程行為來(lái)產(chǎn)生與壓電致動(dòng)器的反饋信號(hào)有關(guān)的干擾變量。所有這些影響都能用作對(duì)反饋信號(hào)的干擾變量，因此導(dǎo)致噴射量校正用的控制變量的連接失敗。因此這些影響降低了推導(dǎo)出的控制變量的穩(wěn)固性，因此也會(huì)影響到控制品質(zhì)。
[0004]以前，是通過(guò)反饋評(píng)估算法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，反饋評(píng)估算法使用壓電電壓或壓電電荷的電信號(hào)的各種閾值來(lái)檢測(cè)噴嘴針位置，以便對(duì)關(guān)閉和/或打開(kāi)信息執(zhí)行可信性檢驗(yàn)。然而，在這個(gè)背景下，穩(wěn)固性取決于所選擇的閾值，然而，這些閾值在某些環(huán)境下，無(wú)法過(guò)濾掉所有可能的實(shí)施失敗或故障失敗，因此導(dǎo)致持久的不能接受的殘留故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明是基于這樣一個(gè)目的，即提供一種開(kāi)頭表達(dá)的類(lèi)型的方法，這種方法準(zhǔn)許在出現(xiàn)故障的情況下，基本上精確地確定噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間，而無(wú)需實(shí)質(zhì)性限制噴射操作。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，使用通過(guò)下列步驟說(shuō)明的類(lèi)型的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的:
a.針對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)汽缸中的對(duì)應(yīng)噴射脈沖，在用作傳感器的相應(yīng)壓電致動(dòng)器處測(cè)量壓電電壓和/或壓電電荷；
b.作為針對(duì)所述對(duì)應(yīng)噴射脈沖的所述汽缸的平均值來(lái)計(jì)算所述多個(gè)汽缸的壓電致動(dòng)器的測(cè)量到的電壓值和/或電荷值的中值；以及
c.在不能夠檢測(cè)到針的打開(kāi)和/或關(guān)閉信息或者出現(xiàn)故障時(shí)，使用所獲得的中值作為用于確定打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的等效值。
[0007]因此，根據(jù)本發(fā)明的方法提供了一種抑制干擾變量并且計(jì)算反饋信號(hào)的等效值以便增加或確保噴射器元件的使用壽命期間的穩(wěn)固性的策略。使用從內(nèi)燃機(jī)的其它汽缸接收的信息來(lái)計(jì)算等效值。具體來(lái)說(shuō)，在這個(gè)上下文中，相對(duì)于對(duì)應(yīng)噴射脈沖的多個(gè)汽缸的平均曲線(中值)的考慮，執(zhí)行可信性檢驗(yàn)。在發(fā)生故障的情況下，因此可以進(jìn)一步用中位等效值進(jìn)行計(jì)算，而無(wú)需實(shí)質(zhì)性限制噴射操作。
[0008]通過(guò)使用這種計(jì)算和可信性檢驗(yàn)方法(其特征是使用附加信息源)，可以明顯增強(qiáng)噴射功能的穩(wěn)固性因此提高所得的噴射量。
[0009]根據(jù)本發(fā)明，因此通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)汽缸的中值和對(duì)應(yīng)噴射脈沖執(zhí)行等效值的計(jì)算。當(dāng)不能從現(xiàn)有的信號(hào)曲線檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的針位置信息時(shí)，或者當(dāng)其發(fā)生對(duì)應(yīng)故障時(shí)，關(guān)聯(lián)到確定的等效值。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的方法的一個(gè)尤其優(yōu)選的實(shí)施例的特征在于，針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的所有汽缸執(zhí)行測(cè)量和中值計(jì)算。另外，在一種優(yōu)選方法中，針對(duì)每一噴射脈沖執(zhí)行測(cè)量和中值計(jì)算。為了計(jì)算中值，因此在這些方法變型中要依賴(lài)于通過(guò)所有汽缸和所有噴射脈沖供應(yīng)的信息。
[0011]在另一種優(yōu)選的方法變型中，在測(cè)量到的壓電電壓值和/或壓電電荷值的基礎(chǔ)上確定壓電電容，由確定的壓電電容計(jì)算中值，并且將所獲得的中值用作等效值。在這種方法變型中，因此也優(yōu)選地用脈沖特定的方式，作為多個(gè)汽缸具體是所有汽缸的平均值來(lái)計(jì)算中值，具體是電容的中值。當(dāng)不能檢測(cè)到針打開(kāi)和/或關(guān)閉信息時(shí)，或者當(dāng)其中出現(xiàn)故障時(shí)，使用所確定的電容的中位等效值來(lái)確定噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間。
[0012]在根據(jù)本發(fā)明的方法的又一實(shí)施例中，為了計(jì)算噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間，測(cè)量到的壓電電壓值和/或壓電電荷值另外受到濾波函數(shù)的濾波。例如通過(guò)壓電電壓和壓電電荷的原始信號(hào)的多項(xiàng)式內(nèi)插法(多項(xiàng)式擬合)，執(zhí)行這樣的濾波函數(shù)以實(shí)現(xiàn)干擾變量抑制。在這個(gè)背景下，例如，確定測(cè)量到的值與多項(xiàng)式擬合值之間的偏差并且在評(píng)估期間考慮到這個(gè)偏差，以便使對(duì)應(yīng)的干擾變量最小化。
【附圖說(shuō)明】
[0013]下面將參照示例性實(shí)施例配合各圖詳細(xì)解釋本發(fā)明，圖中:
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的方法的示意性基本圖解；以及
圖2示出了圖1的方法的詳細(xì)示意性圖解。
【具體實(shí)施方式】
[0014]示例性實(shí)施例中說(shuō)明的方法用于確定設(shè)有多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)的噴射閥的噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間，在所述方法中，通過(guò)壓電致動(dòng)器直接致動(dòng)噴嘴針。根據(jù)圖1，在第一方法步驟中，針對(duì)內(nèi)燃機(jī)的所有汽缸的對(duì)應(yīng)噴射脈沖，在用作傳感器的相應(yīng)壓電致動(dòng)器處，測(cè)量壓電電壓和壓電電荷。在第二步驟中，作為針對(duì)對(duì)應(yīng)噴射脈沖的所有汽缸的平均值來(lái)計(jì)算汽缸的壓電致動(dòng)器的測(cè)量到的電壓值和電荷值的中值。以此方式，獲得等效值。在步驟3中使用所獲得的中值作為用于在不可能執(zhí)行檢測(cè)或在閥針打開(kāi)和/或關(guān)閉信息出現(xiàn)故障時(shí)確定噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的等效物。
[0015]在替代實(shí)施例中，由測(cè)量到的壓電電壓值和壓電電荷值確定壓電電容(步驟4)，并且由所確定的壓電電容計(jì)算中值。然后使用所獲得的中值作為等效值。
[0016]因此，通過(guò)所有汽缸的針對(duì)每一脈沖的中值計(jì)算等效值，其中，在相應(yīng)不能檢測(cè)或者發(fā)生故障的情況下，連接這個(gè)等效值，以便確定噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間。
[0017]圖2示出了這個(gè)反饋等效值計(jì)算的更詳細(xì)的圖解。根據(jù)框10，輸入噴嘴針的關(guān)閉時(shí)間的相應(yīng)設(shè)置點(diǎn)值(路徑21)、打開(kāi)時(shí)間(路徑22)和接觸力(路徑23)。通過(guò)11、12和13表示相應(yīng)關(guān)閉時(shí)間控制單元、打開(kāi)時(shí)間控制單元和接觸力控制單元。通過(guò)自適應(yīng)先導(dǎo)控制補(bǔ)償系統(tǒng)14，針對(duì)噴射時(shí)間、噴射開(kāi)始和噴射能量輸入相應(yīng)的校正值。通過(guò)15表示噴射器的相應(yīng)受控制的系統(tǒng)。通過(guò)框16表示影響控制的相應(yīng)干擾變量。這些變量是內(nèi)部和/或外部干擾變量。
[0018]在框18中，使用決定邏輯17針對(duì)相應(yīng)的噴射脈沖測(cè)量所有汽缸的噴射器的相關(guān)壓電致動(dòng)器(用作傳感器)的壓電電壓和壓電電荷。在這些值的基礎(chǔ)上，作為針對(duì)相應(yīng)噴射脈沖的各汽缸的平均值來(lái)計(jì)算中值，通過(guò)相應(yīng)檢測(cè)算法將該中值作為關(guān)閉時(shí)間、針打開(kāi)時(shí)間和接觸力的反饋信號(hào)20再次反饋到路徑21、22和23，以便在不能檢測(cè)到關(guān)閉時(shí)間、打開(kāi)時(shí)間和接觸力的情況下用作這些值的等效值。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于確定設(shè)有多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)的噴射閥的噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的方法，在所述方法中，通過(guò)壓電致動(dòng)器直接致動(dòng)所述噴嘴針，所述方法包括下列步驟: a.針對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)汽缸中的對(duì)應(yīng)噴射脈沖，在用作傳感器的相應(yīng)壓電致動(dòng)器處測(cè)量壓電電壓和/或壓電電荷； b.作為針對(duì)所述對(duì)應(yīng)噴射脈沖的所述汽缸的平均值來(lái)計(jì)算所述多個(gè)汽缸的所述壓電致動(dòng)器的所測(cè)量到的電壓值和/或電荷值的中值；以及 c.在不能夠檢測(cè)到所述針的打開(kāi)和/或關(guān)閉信息或者出現(xiàn)故障時(shí)，使用所獲得的中值作為用于確定所述打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的等效值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，針對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的所有所述汽缸執(zhí)行所述測(cè)量和中值計(jì)算。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，針對(duì)每一噴射脈沖執(zhí)行所述測(cè)量和所述中值計(jì)算。4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所測(cè)量到的壓電電壓值和/或壓電電荷值的基礎(chǔ)上確定壓電電容，由所確定的壓電電容計(jì)算所述中值，并且將獲得的所述中值用作等效值。5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，為了計(jì)算所述噴嘴針的所述打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間，所測(cè)量到的壓電電壓值和/或壓電電荷值另外受到濾波函數(shù)的濾波。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于確定設(shè)有多個(gè)汽缸的內(nèi)燃機(jī)中的噴射閥的噴嘴針的打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間的方法，所述噴嘴針由壓電致動(dòng)器直接驅(qū)動(dòng)。針對(duì)所述內(nèi)燃機(jī)的多個(gè)汽缸中的相應(yīng)噴射脈沖，測(cè)量用作傳感器的相應(yīng)壓電致動(dòng)器處的壓電電壓和/或壓電電荷，并且計(jì)算針對(duì)相應(yīng)噴射脈沖的所述多個(gè)汽缸的壓電致動(dòng)器的測(cè)量到的電壓和/或電荷值的中值。然后，在針打開(kāi)和/或針關(guān)閉信息無(wú)法檢測(cè)或者受到破壞的情況下，用獲得的中值作為替代值來(lái)確定打開(kāi)和/或關(guān)閉時(shí)間。
【IPC分類(lèi)】F02D41/22, F02D41/40
【公開(kāi)號(hào)】CN105164394
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480025844
【發(fā)明人】S.阿舍爾, H-J.維霍夫
【申請(qǐng)人】大陸汽車(chē)有限公司
【公開(kāi)日】2015年12月16日
【申請(qǐng)日】2014年4月23日
【公告號(hào)】DE102013208528B3, WO2014180655A1