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1、(10)申请公布号 CN 104302899 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104302899 A (21)申请号 201380026980.6 (22)申请日 2013.05.21 1254719 2012.05.23 FR 1353096 2013.04.05 FR F02D 41/20(2006.01) F02D 41/40(2006.01) F02M 51/06(2006.01) H01L 41/04(2006.01) (71)申请人 法国大陆汽车公司 地址 法国图卢兹 申请人 大陆汽车有限公司 (72)发明人 M.勒布隆 A.阿塔纳斯扬 J.梅曼 (74)专利代。
2、理机构 中国专利代理(香港)有限公 司 72001 代理人 董均华 谭祐祥 (54) 发明名称 电流控制内燃发动机燃料喷射器的至少一个 压电致动器的方法 (57) 摘要 本发明涉及一种用于控制燃料喷射器的压电 致动器的方法， 包括步骤 ： 根据标称电流 (Icc1)， 向压电致动器施加标称电气命令的充电 (Qc1)， 以便为打开喷射器的阀装置 ； 以及紧接着所述标 称命令充电 (Qc1)， 在其施加之后且在由命令喷 射器的关闭所组成的步骤之前， 除了所述标称命 令充电 (Qc1) 之外， 向压电致动器施加至少一个 电气极化充电 (Qp1)， 以便在喷射器的打开阶段 期间使所述压电致动器极化 ；。
3、 所述方法还包括将 施加到压电致动器的极化充电电流 (Icp1) 的值 增加至比标称命令充电(Qc1)的标称电流(Icc1) 的值更高的值的在先步骤。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.11.24 (86)PCT国际申请的申请数据 PCT/EP2013/001495 2013.05.21 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/174506 FR 2013.11.28 (51)Int.Cl. 权利要求书 2 页 说明书 9 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书9页 附图3页 (10)申请公。
4、布号 CN 104302899 A CN 104302899 A 1/2 页 2 1. 一种用于控制车辆的内燃发动机的燃料喷射器的至少一个压电致动器的方法， 所 述至少一个压电致动器作用于阀装置以打开或关闭所述喷射器， 分别允许或防止燃料喷射 到所述发动机的燃烧室中， 所述方法在操作时由所述车辆车载的发动机控制单元应用并且 包括以下步骤 ： 根据作为所需扭矩和发动机速度的函数的标称电流 (Icc1)， 向所述压电致动器施加 称为标称控制充电 (Qc1) 的打开所述喷射器所需的第一标称充电 (Qc1)， 以便打开所述喷 射器的所述阀装置以将燃料喷射到所述燃烧室中， 在所述标称控制充电 (Qc1)。
5、 的施加之后且在由命令所述喷射器关闭所组成的步骤 之前， 除了所述标称控制充电(Qc1)之外， 在所述标称控制充电(Qc1)之后向所述压电致动 器施加称为极化充电 (Qp1) 的至少一个第二充电 (Qp1)， 以便在所述喷射器的打开阶段期 间和在将燃料喷射到所述燃烧室中期间使所述压电致动器极化， 通过向所述压电致动器施加至少一个放电 (Qdp1, Qdc1) 来命令所述喷射器关闭以 便关闭所述阀装置， 从而停止喷射燃料， 其特征在于， 施加所述电气极化充电 (Qp1) 的所述步骤包括将施加到所述压电致动 器的所述极化充电电流 (Icp1) 的值增加至比所述标称控制充电 (Qc1) 的所述标称电。
6、流 (Icc1) 的值更大的值的在先步骤。 2. 根据权利要求 1 所述的方法， 还包括以下步骤 ： (21) ： 限定要实现的极化充电 (Qp1)， (25) ： 在施加所述标称控制充电 (Qc1) 之前， 向所述发动机控制单元发送请求以建 立所述喷射器的指定的电气控制时间 (Telec)， (22, 23, 24) ： 选择用于施加所述要实现的极化充电 (Qp1) 的标称或更大的电流 值， 这作为所述喷射器的所述指定的电气控制时间 (Telec) 的函数。 3. 根据权利要求 2 所述的方法， 其中， 由选择用于施加所述要实现的极化充电 (Qp1) 的电流值所组成的所述步骤包括由确定阈值(。
7、Telec阈值)所组成的步骤(22)， 所述喷射器的 所述指定的电气控制时间 (Telec) 将关于所述阈值被比较 (23)， 使得 ： (23a) ： 如果所述喷射器的所述指定的电气控制时间 (Telec) 小于所述确定的阈值 (Telec阈值)， 通过控制 (24a) 大于所述标称控制充电 (Qc1) 的所述标称电流 (Icc1) 的所 述极化电流 (Icp1) 来施加所述极化充电 (Qp1)， (23b) ： 如果所述喷射器的所述指定的电气控制时间 (Telec) 大于所述确定的阈值 (Telec阈值)， 通过使用所述标称控制充电 (Qc1) 的所述电流 (Icc1) 的值控制 (24b。
8、) 所述极 化电流 (Icp1) 来施加所述极化充电 (Qp1)。 4. 根据权利要求 1 至 3 中的任一项所述的方法， 其中， 由施加到所述压电致动器的电 流的对应分布所限定的所述极化充电 (Qp1) 与所述标称控制充电 (Qc1) 脱耦。 5. 根据权利要求 1 至 4 中的任一项所述的方法， 其中， 由所述标称控制充电 (Qc1) 的 所述施加而导致的所述电压 (Uc1) 和由通过控制所述压电致动器的电流的所述极化充电 (Qp1)的施加而导致的所述电压(Up1)形成在施加到所述压电致动器的所述电压(Uinj)的 梯度中的平台 (7)。 6. 根据权利要求 1 至 5 中的任一项所述的方。
9、法， 其中， 由命令所述喷射器的所述关闭 所组成的所述步骤包括施加所述压电致动器的第一放电 (Qdp1) 降至所述压电致动器的所 权 利 要 求 书 CN 104302899 A 2 2/2 页 3 述标称控制充电 (Qc1)， 随后是所述致动器的第二放电 (Qdc1)， 直到所述阀装置的关闭。 7. 根据权利要求 6 所述的方法， 其中， 所述压电致动器的所述第一 (Qdp1) 和第二 (Qdc1) 放电被脱耦。 8. 结合权利要求 3 或 4 的根据权利要求 6 或 7 所述的方法， 其中， 降至所述标称控制 充电 (Qc1) 的所述压电致动器的所述第一放电 (Qdp1) 通过施加第一放电。
10、电流 (Idp1) 获 得， 将在所述压电致动器的端子处的电压 (Uinj) 降低至所述标称充电电压 (Uc1)， 并且其 中， 所述致动器的所述第二放电 (Qdc1) 通过施加不同于所述第一放电电流的第二放电电 流 (Idc1) 获得。 9. 根据权利要求 8 所述的方法， 其中， 由施加相继的所述第一 (Qdp1) 和第二 (Qdc1) 放电而导致的在所述压电致动器的所述端子处的电压 (Uinj) 形成在施加到所述压电致动 器的所述放电电压的梯度中的平台 (8)。 10. 根据权利要求 1 至 9 中的任一项所述的方法， 其中， 在所述标称控制充电 (Qc1) 和 所述极化充电 (Qp1)。
11、 之间的电流上的增加量为一安培的等级。 权 利 要 求 书 CN 104302899 A 3 1/9 页 4 电流控制内燃发动机燃料喷射器的至少一个压电致动器的 方法 技术领域 0001 本发明涉及一种用于控制车辆的内燃发动机的燃料喷射器的至少一个压电致动 器的方法， 所述至少一个压电致动器作用于阀装置以打开或关闭所述喷射器， 分别允许或 防止燃料向发动机的燃烧室的喷射， 所述方法在操作中由车辆车载的发动机控制单元应用 并且包括以下步骤 ： 根据作为所需扭矩和发动机速度的函数的标称电流， 向压电致动器施加称为标称控 制充电的打开喷射器所需的第一标称充电， 以便为了向燃烧室喷射燃料而打开喷射器的。
12、阀 装置， 在所述标称控制充电的施加之后且在由命令喷射器关闭组成的步骤之前， 除了所 述标称控制充电之外， 在所述标称控制充电之后向压电致动器施加称为极化充电的至少一 个第二充电， 以便在喷射器的打开阶段期间和在燃料向燃烧室的喷射期间使压电致动器极 化， 通过向压电致动器施加至少一个放电来命令喷射器关闭， 以便关闭阀装置， 从而停 止燃料的喷射。 背景技术 0002 已经知道使用压电致动器来控制借助于汽油或柴油燃料操作的内燃发动机中的 喷射器的打开和关闭。 0003 压电致动器主要地由限定预定长度的陶瓷叠堆以已知方式构成， 该陶瓷叠堆具有 在电场的作用下改变其长度并且在机械应力的作用下逆向地产。
13、生电场的性质 ； 该叠堆在止 挡件和阀装置之间布置在喷射器中， 并且简单地说以如下方式操作 ： 在借助于电压将充电 施加到压电致动器时， 致动器的长度增加并且打开喷射器的阀装置， 这会将加压的燃料释 放到燃烧室中。在休息时， 即， 在阀装置处于关闭位置的情况下， 在压电致动器和阀装置之 间存在间隙， 以便确保该阀装置的关闭并且避免燃料朝燃烧室的失控泄漏。 0004 为了稳定并且具有可再现的行为， 压电致动器必须被极化至参考值， 这种极化称 为初始极化 ； 该极化在发动机在车辆中使用之前在生产所述致动器时在工厂进行。这样的 极化包括通过称为极化电压的确定的电压将充电在同样被确定的时间内施加到压电。
14、致动 器的端子， 这样的影响是使端子的晶体结构根据施加在压电叠堆上的电场的方向定向， 该 方向对应于其中压电致动器的尺寸变化为所需的方向。 在压电叠堆的端子处的这种初始极 化电压消除之后， 压电叠堆保持剩余极化状态以供后续使用。 0005 然而， 在于内燃发动机中使用期间， 压电致动器趋于丧失该初始极化， 特别是由于 车辆的大量城市使用， 这种城市使用涉及低的发动机速度和因此用于在低燃料压力下控制 喷射器的低的标称电压， 该电压大大低于极化电压。 0006 另外， 控制喷射器的打开所需的充电可被调整， 以防止由这种喷射器打开产生的 噪音盖过一般的发动机噪音而可听见， 即， 用于打开喷射器的标称。
15、电压的映射作为发动机 说 明 书 CN 104302899 A 4 2/9 页 5 速度的函数在工厂中确立。 0007 其它使用情况， 例如发动机的温度的增加 / 减少的反复循环或压电致动器的长时 间不使用 ( 该时间对应于车辆的长期不动的时间 )， 也可能随时间推移而导致压电致动器 的极化的改变。 0008 在本申请的提交日期未公布的在本申请人的名下的提交于 2012 年 5 月 23 日的法 国专利申请 FR 1254719 公开了一种弥补以上所述去极化的缺陷的解决方案。该解决方案 允许压电致动器从离开工厂的时间起在车辆的使用期间自动地保持极化， 而不需要发动机 停车， 并且因此允许延长所。
16、述致动器的使用寿命， 同时减少维护操作。 该解决方案还通过减 少压电致动器和阀装置之间的间隙的扩散而允许改善喷射器的性能， 并且最终允许更好地 控制喷入燃烧室的燃料的量和因此优化的燃料消耗和排放。 根据该解决方案的至少一次充 电在两个时间 ( 第一次用于作为喷射校准的函数的压电致动器的标称控制， 第二次用于压 电致动器的极化 ) 向致动器的施加避免造成发动机噪音和特别地喷射咔嗒声的极化操作。 根据该解决方案的方法可有利地在车辆的发动机控制单元 (ECU) 中借助于用于实现该方 法的软件使用， 以用于控制所有发动机喷射器。 应当注意， 该方法可借助于用于发动机喷射 器的压电致动器的控制 / 调整。
17、的简单修改的软件集成在现有车辆的 ECU 计算机中。 0009 常规地， 压电喷射器由发动机控制单元使用对于给定的发动机循环和气缸来说恒 定的最大电流控制电压， 以用于施加用于命令喷射器的打开的标称充电。喷射器因此通过 修改作为供给喷射器的普通燃料轨压力的函数的施加在其压电致动器的端子处的电压来 控制， 以便精确地提供致动器克服随发动机速度而变化的燃料轨压力所需的能量。 然而， 根 据所关注的发动机速度， 特别地在例如怠速和稍稍靠上时的低速下， 喷射器打开时间由于 喷入燃烧室的少量燃料而减少， 并且可用于在喷射器打开期间施加极化充电的时间可能因 此非常短， 甚至到不能施加整个极化充电的程度。 。
18、根据提交于2012年5月23日的专利申请 FR 1254719 的极化充电的施加实际上仍然不允许实现显著的极化电压， 特别是在喷射器打 开时间短的情况下。 发明内容 0010 本发明的目的是弥补这些缺陷并且一般地改进上文所述方法。更准确地讲， 本发 明由施加所述电气极化充电的步骤组成， 该步骤包括将施加到压电致动器的极化充电电流 的值增加至比标称充电的标称电流的值大的值的在先步骤。 0011 施加到极化充电的充电电流值的增加使得可以减少所述电气极化充电的施加时 间。 根据本发明的方法允许在较短的时间内实现根据标称控制充电的电流值用较长的时间 将获得的相同或接近的极化电压。备选地， 如果需要， 。
19、对于给定的可用时间来说， 本发明允 许实现比用较小的电流将实现的极化电压更高的极化电压。 0012 根据一个有利的特征， 根据本发明的方法还包括以下步骤 ： 限定要实现的极化充电， 在施加所述标称控制充电之前， 向发动机控制单元发送请求以建立喷射器的指定的 电气控制时间， 选择用于施加要实现的所述极化充电的标称或更大的电流值， 其为喷射器的指定的 电气控制时间的函数。 说 明 书 CN 104302899 A 5 3/9 页 6 0013 喷射器的电气控制时间被定义为用于施加到压电致动器的充电的保持时间。 根据 该特征， 提出了用于控制极化充电的附加的管理模式 ： 如果喷射器的电气控制时间减少。
20、并 且可用于施加极化充电的时间因此较短， 那么可能适合用大于标称电流的电流来控制该充 电， 以便在可用的电气控制时间内优化极化电压， 并且因此受益于短暂的打开， 反而向压电 致动器施加极化充电。 0014 根据一个有利的特征， 由选择用于施加要实现的所述极化充电的电流值组成的步 骤包括由确定阈值组成的步骤， 喷射器的所述指定的电气控制时间将结合该阈值进行比 较， 使得 ： 如果喷射器的所述指定的电气控制时间小于所述预定的阈值， 则通过控制大于标称 控制充电的标称电流的极化电流来施加所述极化充电， 如果喷射器的所述指定的电气控制时间大于所述确定的阈值， 则通过控制使用标称 控制充电的电流的值的极。
21、化电流来施加所述极化充电。 0015 该特征对于小于预定值的喷射器的电气控制时间来说提供了对极化充电进行电 流控制的可能性， 低于该预定值， 可用时间不再允许向压电致动器施加大于标称电气控制 充电的电压的(极化)电压， 并且因此不允许施加所谓的极化充电， 或至少不允许实现显著 的极化充电。 0016 根据一个有利的特征， 由施加到压电致动器的电流的对应分布限定的所述极化充 电与所述标称控制充电脱耦。 0017 由于充电被脱耦， 不需要结合所需发动机扭矩或发动机速度修改由发动机控制单 元常规地施加的压电致动器的标称控制充电， 并且可以独立于该标称控制充电提供极化过 充电。 0018 根据一个有利。
22、的特征， 由标称控制充电的施加导致的电压和由通过压电致动器的 电流控制施加的极化充电导致的电压在施加到压电致动器的电压的梯度中形成平台。 0019 作为时间的函数的施加到致动器的该电压平台允许动作， 以便降低喷射器在其打 开期间的噪音。事实上， 具有有限能量 ( 以便降低可能存在的机械噪音 ) 的第一电压的施 加触发喷射器阀装置的打开， 并且第二所谓的极化电压接着被施加。该平台可被减小至最 小并且实际上不可感知， 例如， 减小至一秒的非常小的分数， 接近大约一微秒， 或者形成更 显著的平台， 其大于或等于几微秒， 例如10至100s。 该平台可以有利地作用于将施加到压 电致动器的标称充电与极化。
23、充电分离的时间， 例如， 作为可用于在喷射器的打开充电和用 于喷射器的关闭的放电之间施加极化充电的时间的函数。 0020 根据一个有利的特征， 由命令喷射器的关闭组成的步骤包括施加降至压电致动器 的标称控制充电的压电致动器的第一放电， 然后是致动器的第二放电， 直到阀装置的关闭。 0021 放电的分割在需要时允许借助于在两个时间进行的致动器的放电来降低喷射器 的关闭的噪音。 0022 根据一个有利的特征， 压电致动器的所述第一和第二放电脱耦。 0023 根据一个有利的特征， 降至标称控制充电的压电致动器的第一放电通过第一放电 电流的施加获得， 以将在压电致动器的端子处的电压降低至标称充电电压，。
24、 并且致动器的 第二放电通过不同于第一放电电流的第二放电电流的施加获得。 0024 在施加到压电致动器的放电期间在电压中形成平台的放电的分割允许降低喷射 说 明 书 CN 104302899 A 6 4/9 页 7 器在必要时关闭时的噪音， 并且有利地允许施加到致动器的放电电流的脱耦。 0025 根据一个有利的特征， 由所述第一和第二相继的放电的施加导致的在压电致动器 的端子处的电压在施加到压电致动器的放电电压的梯度中形成平台。 0026 作为时间的函数的施加到致动器的该电压平台允许动作， 以便降低喷射器在其必 要时关闭期间的噪音。该平台可被减小至最小并且实际上不可感知， 例如， 减小至一秒的。
25、 非常小的分数， 接近大约一微秒， 或者形成更显著的平台， 其大于或等于几微秒， 例如 10 至 100s。该平台有利地允许作用于将为了关闭喷射器而施加到压电致动器的放电分离的时 间， 例如， 作为在该喷射器关闭之前剩余的可用时间的函数。在放电电压梯度中， 该平台有 利地允许作用于对应于施加到致动器的极化放电和标称控制放电的放电电流的脱耦。 0027 根据一个有利的特征， 在标称控制充电和极化充电之间的电流的增加量为一安培 的等级。 附图说明 0028 另外的特征和优点将结合附图从根据本发明的方法的示例性实施例的以下描述 显而易见， 附图纯粹作为示例性而非限制性示例给出。 0029 图1a和图。
26、1b示出根据现有技术的用于控制示例性的压电致动器的方法的示例的 两个同步的示意图， 该方法包括在喷射器打开期间施加极化充电的步骤， 这两幅图分别涉 及 ： - 作为在致动器打开期间的时间的函数的在压电致动器的端子处的电压的分布的示 例， - 作为时间的函数的穿过压电致动器的充电 / 放电电流的强度分布的示例。 0030 图2a和图2b示出了根据用于所述压电致动器的根据本发明的控制方法的示例性 实施例的作为在致动器打开期间的时间的函数的在压电致动器的端子处的电压的分布和 穿过该压电致动器的充电 / 放电电流的强度分布的两个同步的示意图。 0031 图 3 是用于压电致动器的根据本发明的控制方法的。
27、示例性实施例的逻辑图。 具体实施方式 0032 在图 1a 和图 1b 中的两个图上的时间标度被同步地表示， 例如， 横跨图 1a 和图 1b 两者绘制的四个竖直虚线 1、 2、 3、 4 分别对应于在时间标度上的四个不同的时点 t1、 t2、 t3、 t4， 这四个时点 t1、 t2、 t3、 t4对于两幅图来说是相同的。 0033 图 1a 显示， 在纵坐标轴上示出的施加的充电电压 Uinj 包括从在对应于时间标度 的横坐标轴 t 上示出的时点 t1直到时点 t2的恒定且连续的梯度， 时点 t1对应于用于打开 喷射器的命令， 时点 t2对应于为了打开喷射器 ( 即， 为了响应于该打开命令而。
28、伸展压电致 动器 ) 而施加的压电致动器的标称控制电压 Uc。该标称控制电压水平 Uc 由发动机的喷射 映射 ( 未示出 ) 预定并且对应于实现喷射器的打开所需的最小电压， 特别是产生适合所需 的发动机扭矩和发动机速度的最小的噪音。 0034 如图 1a 和图 1b 所示， 接着在时点 t5和 t6之间施加极化充电 Qp。横跨图 1a 和图 1b 两者绘制的两个竖直虚线 5 和 6 分别对应于在时间标度 t 上的这两个不同的时点 t5和 t6， 这两个时点 t5和 t6中的每一个对于图 1a 和 1b 两者来说是相同的。电气极化充电 Qp 通 说 明 书 CN 104302899 A 7 5/。
29、9 页 8 过为压电致动器施加大于标称充电电压 Uc 的电气极化电压 Up 而获得， 如图 1a 所示。在压 电致动器的端子处的极化电压 Up 接着根据需要保持恒定达一定时间， 如果时段 t6 - t5足 够长的话 ( 在图 1a 上不是这样 )。由于低于谐振频率的使用， 压电元件实际上表现为电容 元件， 并且将施加在其端子处的电压 Uc 一直保持到致动器放电的具体命令。 0035 在图 1a 所示示例中可以注意到， 第一电压 Uc 和第二电压 Up 在施加到压电致动器 的端子处的电压的梯度中形成平台 7。该电压平台 7 表示在用于命令致动器的打开的充电 Qc 的施加的末尾和极化充电 Qp 的。
30、施加的开始之间的时段， 或者等于 t5 t2的时间， 其可 以在 0( 不含 ) 和几微秒之间， 或者形成大约很多微秒 ( 例如， 10 至 100s) 的更显著的平 台， 具体取决于由发动机控制单元给定的可用于在喷射器的打开期间施加极化充电的常规 时间。最少时间优选地被限定为使得充电 Qc 和 Qp 被脱耦， 即， 在时间上分离。 0036 另外， 首先为了命令打开喷射器而在时点t1和t2之间并且然后为了致动器的极化 而在时点 t2之后施加在压电致动器的端子处的电压梯度在图 1a 中显示为具有相同值或基 本上相同的值。这些梯度是相同的并且在相同的值处施加， 因为根据现有技术对于给定的 发动机。
31、循环和气缸来说最大充电电流对于控制充电和极化充电是相同的。 0037 下一步骤由命令喷射器的关闭组成并且优选地包括施加降至压电致动器的标称 控制充电 Qc( 或者基本上该标称充电 Qc) 的压电致动器的第一放电 Qdp， 其限定时点 t6， 然 后是在 t6之后的时点 t3处致动器的第二放电 Qdc 的施加， 直到阀装置关闭， 如图 1b 所示。 0038 在该示例中， 第一放电 Qdp 在时点 t3之前 ( 即， 在喷射器关闭之前 ) 施加， 使得压 电致动器的第一放电 Qdp 和第二放电 Qdc 优选地脱耦， 如图 1b 所示。在该示例中， 放电 Qdp 和 Qdc 的脱耦由在对应于极化放。
32、电 Qdp 的末尾的时点 t6和对应于用于命令关闭喷射器的 放电 Qdc 的开始的稍后时点 t3之间不等于零的时段的存在来反映。 0039 如对应于图 1b 且与其同步的图 1a 所示， 降至标称控制充电 Qc 的压电致动器的第 一放电 Qdp 有利地由第一放电电流 Idp 形成， 第一放电电流 Idp 例如将在压电致动器的端 子处的极化电压 Up 降低至标称充电电压 Uc， 致动器的第二放电电流 Qdc 由第二放电电流 Idc组成直到压电致动器恢复至其初始长度， 这导致喷射器的关闭。 第一放电电流Idp和第 二放电电流 Idc 可以例如通过使压电致动器的端子短路而获得。最大极化放电电流 Id。
33、pmax 由必须给出用于关闭喷射器的命令的时点t3限制， 并且可以小于最大控制放电电流Idcmax， 如图所示。放电电流 Idcmax通常绝对值大于最大充电电流 Iccmax。 0040 在图 1a 中可以注意到， 由压电致动器的相继的放电 Qdp 和 Qdc 导致的在致动器的 端子处的电压的分布在施加到压电致动器的放电电压的梯度中形成平台 8。该电压平台 8 表示在致动器的电气极化放电Qdp的施加的末尾处的时点t6和在控制放电Qdc的施加的开 始处的稍后的时点 t3之间的经过的时段， 或者等于 t3 t6的时间， 根据由施加用于喷射 器的电气控制时间的发动机控制单元给定的可用于为了命令关闭喷。
34、射器而施加放电的常 规时间， 其可以在 0( 不含 ) 和几微秒之间， 或者形成大约很多微秒 ( 例如， 10 至 100s) 的 更显著的平台。最少时间优选地被限定为使得放电 Qdp 和 Qdc 被脱耦， 即， 在时间上分离。 0041 另外， 首先用于极化放电 ( 在时点 t3之前 ) 并且用于为了关闭喷射器的致动器的 放电 ( 从时点 t3起 ) 而在图 1a 中施加到压电致动器的电压降的梯度在图 1a 中显示为具 有相同值或基本上相同的值。出于与上文解释的充电电流的施加相同的原因， 这些梯度由 单个放电电流施加。 说 明 书 CN 104302899 A 8 6/9 页 9 0042 。
35、从时点 t4起， 压电致动器恢复对应于喷射器的关闭的初始收缩长度。 0043 打开喷射器阀装置的时段因此基本上在 t2和 t4之间。在所示示例中， 在时点 t3 处， 在压电致动器端子处的电压基本上等于 Uc。在不存在极化充电 Qp 的施加的情况下， 由 于压电元件作为电容元件的行为， 施加到压电致动器的标称控制电压 Uc 在 t2和 t3之间将 在该标称电压 Uc 的水平下保持基本上恒定。 0044 图 1b 在对应于穿过压电致动器的充电 / 放电电流的纵坐标轴 I 上以图解方式示 出 ： 在时点t1和t2之间的充电电流Icc的强度的第一曲线， 其对应于旨在通过增加致动 器长度而打开喷射器的。
36、标称控制电压 Uc 的施加， 用于关闭喷射器的第二放电电流Idc的强度的第二曲线， 其对应于在时点t3和t4之 间的电压 Uinj 的下降， 该电压降由从控制电压 Uc 到零或基本上零的电压的压电致动器的 放电导致， 以便获得所述致动器的快速收缩和因此喷射器的关闭， 在时点t5和t6之间的充电电流Icp的强度的第三曲线， 其对应于旨在使压电致动器 极化的极化电压 Up 的施加， 降至打开控制充电 Qc 的表示压电致动器的第一放电 Qdp 的放电电流 Idp 的强度的 第四曲线， 其对应于电压Uinj从实现的极化电压Up至对应于时点t6的打开控制电压Uc的 下降， 该电压降由在如上所述施加第二电。
37、流放电 Qdc 之前为了获得压电致动器的快速收缩 而对压电致动器的放电导致。 0045 为了打开喷射器和为了极化而施加到压电致动器的充电Qc和Qp可以以已知方式 从图 1b 上的区域 9 和 11 计算， 区域 9 和 11 限定在充电电流 Icc 和 Icp 的相应曲线和横坐 标轴t之间。 同样的情况适用于为了关闭喷射器而施加到压电致动器的放电Qdp和Qdc， 其 可分别从图 1b 上的区域 12 和 10 计算， 并且例如基本上等于 (Qc+Qp)， 区域 12 和 10 限定 在用于关闭喷射器的放电电流 Idp 和 Idc 的相应的曲线与横坐标轴 t 之间。大于 Qc+Qp 的 绝对放电。
38、值是优选的， 以便确保喷射器的关闭。 0046 最大可用充电电流 Iccmax对于电流 Icc 和 Icp 的曲线是相同的， 如图 1b 所示， 并 且例如由来自由发动机控制单元控制的喷射器控制电子器件的单个输出供应并且每个发 动机循环和每个气缸供应单个最大电流 I。从图 1b 可清楚看出， 最大电流 Icp 未达到电流 Iccmax， 因为施加时间短于电流 Icc 的施加时间。电流 Icc 和 Icp 的上升梯度是相同的， 相 应的下降梯度也相同。 0047 致动器的两次放电的相应的最大放电电流 Idpmax和 Idcmax可能由于与上文给出的 相同的原因而不同。 0048 现在将描述在图 。
39、2a 和图 2b 中以图解方式示出的根据本发明的方法的示例。 0049 对于图 2a 和图 2b 来说， 相同的元件使用与图 1a 和图 1b 中相同的附图标记。然 而， 在图 2a 和图 2b 中， 用于电流、 电压和充电 / 放电的具体附图标记分配有附加的下标 1。 上文结合图 1a 和图 1b 的描述对于图 2a 和图 2b 来说大体上保持有效， 不同的是极化充电 Qp1 和放电 Qdp1， 对于它们来说， 相应的充电电流 Icp1 和放电电流 Idp1 是不同的， 如下文 将详细解释的。因此， 应结合在图 2a 和图 2b 中使用而未描述的相同的附图标记来参考图 1a 和图 1b。 0。
40、050 在图2a和图2b中以图解方式示出的根据本发明的方法的示例是用于控制用于在 说 明 书 CN 104302899 A 9 7/9 页 10 车辆 ( 未示出 ) 的内燃发动机中喷射燃料的压电致动器的方法的示例， 该压电致动器作用 于阀装置以打开或关闭喷射器， 从而分别允许或防止燃料向发动机的燃烧室中的喷射。在 这里规定， 术语 “喷射器阀装置的打开和关闭” 与 “喷射器的打开和关闭” 被视为等同的。应 当注意， 在附图中仅示出用于施加到和穿过压电致动器的电压和充电电流强度的信号， 所 描述的根据本发明的方法能够应用于配有已知类型的喷射器的同样已知类型的内燃发动 机， 因此未描绘这些发动机。
41、和喷射器。 0051 根据图 2a 和图 2b 的控制方法例如借助于在发动机控制单元 ECU( 未示出 ) 中实 现的控制软件由在操作中车载的已知类型的发动机控制单元应用， 并且包括以下步骤 ： 根据标称电流 Icc1， 向压电致动器施加称为标称控制充电 Qc1 的打开喷射器所需的 第一标称充电 Qc1( 其作为所需扭矩和发动机速度的函数 )， 如图 2b 所示， 以便为了燃料向 燃烧室的喷射而打开喷射器的阀装置， 在所述标称控制充电 Qc1 的施加之后且在由命令喷射器的关闭组成的步骤之前， 除 了所述标称控制充电 Qc1 之外， 在所述标称控制充电 Qc1 之后向压电致动器施加至少一个 第二。
42、充电Qp1或极化充电Qp1， 如图2b所示， 以便在喷射器的打开阶段期间和在燃料向燃烧 室的喷射期间使压电致动器极化， 通过向压电致动器施加至少一个放电 ( 在这种情况下， 在所示示例中两个相继的放 电 Qdp1、 Qdc1) 来命令喷射器的关闭， 以便关闭所述阀装置， 从而停止燃料的喷射， 如图 2b 所示。 0052 根据本发明， 施加电气极化充电 Qp1 的步骤包括将施加到压电致动器的极化充电 电流 Icp1 的值增加至比标称充电 Qc1 的标称电流 Icc1 的值大的值的在先步骤， 以实现比 用于打开喷射器的标称充电的标称电流 Icc1max的最大值大的极化充电电流 Icp1max的最。
43、大 值， 如图 2b 所示。 0053 充电电流强度的这种增加可例如借助于以本领域的技术人员已知的方式在压电 致动器的端子处生成第二最大可用电流而获得， 例如通过构成压电致动器的控制电子器件 的发动机控制单元的 ASIC( 专用集成电路 ) 的配置， 以便管理两种不同的电流配置。每个 电流配置接着将可选地在用于向燃烧室内喷射燃料的喷射器的每个命令上应用。 可以利用 所述ASIC提供两个电流配置 ： 用于充电电流Icc1的第一配置和用于极化电流Icp1的第二 配置， 第二配置的电流大于第一配置的电流。例如， 在标称控制充电 Qc1 和极化充电 Qp1 之 间的电流的增加可以为大约至少 1 安培。。
44、控制在压电致动器的端子处的电流配置的选择的 根据本发明的用于压电致动器的控制方法可借助于安装在车辆的发动机控制单元中的控 制软件来实现。 0054 如图 2b 所示， 由施加到压电致动器的电流 Icp1 的对应分布限定的极化充电 Qp1 优选地从标称控制充电 Qc1 脱耦， 标称控制充电 Qc1 自身由电流 Icc1 的对应分布限定。 0055 如图 2a 所示， 由标称控制充电 Qc1 的施加导致的电压 Uc1 和由通过压电致动器的 电流控制的极化充电Qp1的施加导致的电压Up1有利地在施加到所述致动器的电压的梯度 中形成平台 7。 0056 在图 2a 上， 为打开喷射器施加的电压 Uc1。
45、 可以有利地等于图 1a 和图 1b 中示出的 现有技术的电压 Uc。对应于在 t5和 t6之间的时间间隔中获得的极化电压并且由大于现有 技术的极化充电 Qp 的充电 Qp1 的施加导致的图 2a 所示电压 Up1 在该示例中大于 Up， 如对 说 明 书 CN 104302899 A 10 8/9 页 11 于等于 t6 t5的相同时间间隔所示。增加极化充电电流 Icp 允许在短的时间间隔内实现 增加的极化电压 Up1， 用于打开喷射器的充电电流 Icc1 通常在该时间间隔内将不允许实现 极化电压水平。 0057 由命令喷射器的关闭组成的步骤有利地包括降至压电致动器的标称控制充电 Qc1 的。
46、压电致动器的第一放电 Qdp1 的施加， 然后是致动器的第二放电 Qdc1， 直到阀装置关闭， 以便在两个时间使压电致动器恢复至其初始长度并因此关闭阀装置， 如图 2b 所示。 0058 降至标称控制充电 Qc1 的压电致动器的第一放电 Qdp1 例如通过第一放电电流 Idp1 的施加获得， 以将在压电致动器的端子处的电压 Uinj 降低至标称充电电压 Uc1， 并且 致动器的第二放电 Qdc1 例如通过第二放电电流 Idc1 的施加获得， 以将在压电致动器的端 子处的电压 Uinj 降低至零或基本上零的电压， 从而使压电致动器恢复至其初始长度以关 闭致动器。 0059 第一放电 Qdp1 可。
47、借助于大于具有第二放电 Qdc1 的放电电流 Idc1 的绝对值的放 电电流 Idp1 来获得， 如图 2b 所示。事实上， 该图 2b 显示， 最大电流 Idp1max绝对值大于最 大电流 Idc1max。压电致动器的第一 Qdp1 和第二 Qdc1 放电优选地被脱耦， 如图 2b 所示。 0060 在图 2a 中可以注意到， 由第一 Qdp1 和第二 Qdc1 相继的放电的施加导致的在压电 致动器的端子处的电压 Uinj 有利地在施加到压电致动器的放电电压的梯度中形成平台 8。 0061 应当注意， 极化充电 Qp1 和随后的极化放电 Qdp1 的施加必须在时点 t2和 t3之间 发生， 。
48、该时点有利地根据发动机的正常操作由常规的发动机控制单元。 有利地， 根据本发明 的方法的施加不中断喷射器的正常打开和关闭并且始终发生在时点t2和t3之间， 这些时点 分别表示用于命令喷射器的打开的常规标称充电 Qc1 的施加的末尾和用于命令喷射器的 关闭的常规放电 Qdc1 的施加的开始。 0062 极化电压 Up1 在极化充电 Qp1 的施加的末尾的时点 t7处实现， 并且在极化放电 Qdp1 的施加的开始的时点 t8处开始下降， 如图 2a 和图 2b 所示。由于压电致动器的电容行 为， 极化电压 Up1 在这些时点 t7和 t8之间保持恒定或基本上恒定。在所示示例中， 我们注 意到， 相。
49、对于电流 Icc1 具有增加的强度的电流 Icp1 的选择也允许压电致动器保持在极化 电压 Up1 达对应于 t8 - t7的一定时间。 0063 大于标称控制充电电流Icc1的极化充电电流Icp1的施加因此允许更快速地实现 给定的极化电压 Up1， 并且因此更长久地保持所述极化电压。绝对值也高于标称控制充电 Qc1的电流Icc1的放电电流Idp1(例如， 基本上等于极化充电电流Icp1的绝对值)有助于 延长在这些时点 t7和 t8之间的极化电压 Up1 的施加的这种持续时间。第二放电 Qdc1 的电 流 Idc1 本身可以在绝对值上例如接近电流 Icc1。 0064 图 3 示出了上文借助于图 2a 和图 2b 描述的方法的示例的逻辑图， 该方法可以在 集成在常规喷射器管理过程中的发动机控制单元中应用， 且具有以下步骤 ： 根据由发动机 控制单元 ( 未示出 ) 发送的打开给定的喷射器的请求 20 限定喷射器的具体的电气控制 时间 Telec， 该时间。