控制容性执行机构的方法和装置制造方法及图纸

将能量（Ｅ）输入给一个容性执行机构并且测得加在执行机构上的执行机构电压（Ｕｐ）。从能量（Ｅ）和执行机构电压（Ｕｐ）与基准值（Ｂｏ；Ｂｕ）的比较中得出一种功能状态，例如执行机构或喷射阀的故障或正确的功能。此外从执行机构电压（Ｕｐ）中推断出执行机构行程（ｄｓ）。在具有执行机构特性曲线（ＫＬⅠ，ＫＬⅡ）的图表中表示的规律性作为本方法的基础。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到按照权利要求1前序部分的控制容性执行机构的方法，特别是燃料喷射阀，和按照权利要求9前序部分的实施本方法的装置。实施本方法的方法和装置叙述在还没有公开的德国专利申请19644 521.3中。在这种方法中将预先规定的能量输入给容性执行机构。这是通过在执行机构中的充电电容器的定义的再充电进行的，此时将充电电容器从初始电压值放电到最终电压值。另外一种选择是通过测量在执行机构中流过的以及加在上面的电流和电压值求出加在执行机构上的能量。本专利技术的任务是，这样对容性执行机构进行控制，以便对执行机构或燃料喷射阀的功能状态进行诊断。本专利技术的任务是通过权利要求1和权利要求9的特征解决的。本专利技术的优点在于，用简单的方法快速和安全地识别功能状态。按照本专利技术的方法还有可能区别不同的故障形式，例如不再能打开或不再能关闭的燃料喷射阀。本专利技术从下面的考虑出发，从加在执行机构上的能量值，或从在执行机构上测得的执行机构电压求出执行机构的偏移，并且从而求出执行机构或燃料喷射阀的功能状态。下面本专利技术借助于附图详细进行叙述；附图表示附附图说明图1执行机构的特性曲线图附图2一个实施例的装置附图3附图2上装置工作方式的流程图在附图1上表示了执行机构特性曲线图和负荷曲线图。竖坐标是由执行机构P产生的执行机构力Fp和作用在承载物体上的负荷力F1。例如承载物体的结构例子是燃料喷射阀上由执行机构P控制的喷油嘴针。横坐标是执行机构P的执行机构行程ds和负荷偏移x，由于作用在其上的负荷力F1承载物体产生偏移。每个所表示的通过零点的负荷线，例如Lmin和Lmax，表示了负荷偏移与负荷力的线性关系，其中每个承载物体是通过它的物体形状和它的弹性特性，例如具有预先规定的弹性模量的一个空心圆柱形的金属物体，表示其特征的。在其它实施形式的承载物体上出现非线性关系，例如承载物体是由多个重叠的涂层，具有不同弹性模量的物体构成的，例如串连的具有不同弹簧常数的弹簧，或者例如承载物体动态运动时。执行机构P和承载物体是相互连接的，从而将负荷线与执行机构特性曲线的交点定义为执行机构P的工作点。每个执行机构特性曲线KL I和KL II表示压电执行机构的执行机构力Fp与执行机构行程ds在预先规定的输入给执行机构P的能量情况下的典型关系。特性曲线KL I在实施例中为63mJ，特性曲线II为51mJ。在执行机构P上测得的执行机构电压Up与执行机构行程ds和执行机构力Fp有关。例如当加入执行机构能量为E＝63mJ时，在执行机构上测得的执行机构电压为Up＝125V时执行机构行程为ds＝20μm和执行机构力为Fp＝0N，如借助于特性曲线KL I看出的。例如将附图1上表示的规律性应用在本专利技术中。如果执行机构行程ds位于预先规定的下限基准值为Bu和上限基准值为Bo作为下和上边缘的带B内时，则被包括在执行机构或燃料喷射阀的正确的功能状态内。例如带的边缘对应于燃料喷射阀允许的最小行程dsmin以及允许的最大行程dsmax。如果执行机构行程ds位于带B的外边，则得出第一种故障形式F1(ds＞dsmax)以及第二种故障形式F2(ds＜dsmin)。执行机构行程ds是从测得的执行机构电压Up由预先规定的执行机构特性曲线求出的。当对于电压故障形式典型出现的负荷力F1从理论上或从试验中模拟出来时，基准值Bu和基准值Bo代表了执行机构P的工作点并且被求出，并且从属于这样求出的执行机构P工作点的基准值。带B的边缘范围有一个公差带T，在其中不能安全地识别功能状态。为了保证可靠地诊断功能状态，则这样选择带B的边缘，在带B以内保证正确的功能状态。如果求出执行机构行程ds，这个行程位于带B以外的公差带T内时，应求出关于运行状态的附加的测量量M，例如电机噪声，这个量与执行机构行程ds一起可以可靠地求出功能状态。分成第一种故障形式F1、第二种故障形式F2和其它的故障形式，使在燃料喷射阀中出现的故障形式的粗分类成为可能。在一个实施例中，第一种故障形式指出了执行机构弹簧的破坏，和第二种故障形式指出了连接在执行机构上的机构卡住了。分成为其它的故障形式是通过各自从属于附加的故障形式，由一个或多个代表故障形式的基准值来达到的。按照本专利技术方法，所必要的执行机构特性曲线、基准值和相应的的故障形式是从试验中求出的，例如在一个马达试验台上，并且作为特性区KF存放在控制装置ST(附图2)中。有选择的压电执行机构的特性可以近似地借助于一个模型来表示，如ds＝f(k，E，Up)ds是执行机构P的执行机构行程，E是加入执行机构P的能量，Up是在执行机构上测得的执行机构电压，K是描述执行机构机械和电特性的执行机构常数。按照附图2附加地测量出在控制执行机构的装置上出现的部件损耗，并且求出为了平衡损耗相应的修正系数，并且存储在特性区KF中。因为压电执行机构P具有与温度有关的特性，在执行机构特性曲线中表示的执行机构P特性曲线随着执行机构温度Tp变化而变化。温度补偿是借助于存储在特性区KF中的修正系数通过与基准值的匹配完成的。按照附图3，在控制过程中特性区KF是作为实施本专利技术方法的数据库。在附图2上表示了控制容性执行机构P的装置，按照附图3，具有控制装置ST和接在上面的控制开关As，其中控制装置ST可以是没有表示的微处理器控制的马达控制装置的一部分。控制开关As有一个充电电容器C，充电电容器C经过安放在正极+上的主开关X1与能源V连接，并且与主开关X1连接的旋转线圈L和与负极GND连接的辅助开关X2的串联电路并联。与辅助开关X2并联的串联开关是由-向旋转线圈L电流流过的放电开关X4和由旋转线圈L流出电流流过的充电开关X3的一个并联电路，和-执行机构P与二极管D的一个并联电路，二极管D是向负极方向GND电流流过的。控制装置ST上有一个特性区KF，这个特性区具有执行机构特性曲线和具有用来平衡控制电路损耗的修正系数。控制装置ST借助于内部运行的，与输入信号有关的，在附图3上叙述的工作步骤程序来控制开关X1至X4，执行机构电压Up，控制信号sta，测量量M和例如由温度传感器测得的执行机构温度Tp作为输入信号输入给控制装置ST。借助于附图3表示的流程图叙述了按照附图2装置运行的控制过程，从初始状态出发(状态I)，在其中所有的开关X1至X4都是不通电的(在流程图中用X1至X4＝0表示)并且旋转线圈L没有电流。随着控制信号的开始sta＝1(状态II)将控制过程释放，控制过程将预先规定的能量E充入执行机构P(状态III)。此外例如将充电到达最大电压的充电电容器C经过旋转线圈L在执行机构P上再充电到达最小电压。然后再充电过程结束(状态IV)，并且测得执行机构电压Up，从其与基准值Upmin和Upmax的偏差得出执行机构P或燃料喷射阀的功能状态。如果执行机构电压Up超过最小基准值Upmin或超过最大基准值Upmax时，则得出第一种故障形式F1(状态V)以及第二种故障形式F2(状态VI)。如果执行机构电压Up在基准值Upmin和Upmax之间，则得出正确的功能状态。随着控制信号结束sta＝0(状态VII)执行机构放电(状态VIII)，随后执行机构处于准备新的控制过程(状态IX)。在本专利技术的一个另外的实施形式中，在再充电过程和/或放电过程中连续地或至少在一本文档来自技高网...

【技术保护点】
控制容性执行机构（Ｐ）的一种方法，特别是内燃机的压电式运行的燃料喷射阀的控制方法，其特征为， 求出加在执行机构（Ｐ）上的能量（Ｅ）和测出从属于执行机构（Ｐ）的执行机构电压（Ｕｐ），和 从能量（Ｅ）和执行机构电压（Ｕｐ）得出一种功能状态。

【技术特征摘要】
DE 1998-6-25 19828401.21.控制容性执行机构(P)的一种方法，特别是内燃机的压电式运行的燃料喷射阀的控制方法，其特征为，求出加在执行机构(P)上的能量(E)和测出从属于执行机构(P)的执行机构电压(Up)，和从能量(E)和执行机构电压(Up)得出一种功能状态。2.按照权利要求1的方法，其特征为，从能量(E)和执行机构电压(Up)与至少一个基准值(Bu；Bo)的偏差中推断出一种功能状态。3.按照权利要求1或2的方法，其特征为，-处于下限基准值(Bu)和上限基准值(Bo)之间的执行机构电压(Up)是一个正确的功能状态，-执行机构电压(Up)超过下限基准值(Bu)时得出第一种故障形式(F1)，和-执行机构电压(Up)超过上限基准值(Bo)时得出第二种故障形式(F2)。4.按照权利要求1至3之一的方法，其特征为，求出能量(E)和从属的执行机构电压(Up)的多个数值，并且从中推断出一种功能状态。5.按照权利要求1至4之一的方法，其特征为，基准值(Bu；Bo)随着执行机构的温度(Tp)进行变化。6.按照权利要求1至5之一的方法，其特征为，测得从属于故障形式的执行机构(P)的工作点，并且从中求出基准值(Bu；Bo...

【专利技术属性】
技术研发人员：C霍夫曼，H弗雷顿伯格，H杰肯，M赫克，R柏科尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]