(57)【要約】【課題】圧電素子の設けられたインジェクタの実際の特性をさらに良好に記述し、得られた知識の使用を容易にすることである。【解決手段】圧電素子（２２）の行程を印加される電圧に依存して検出し（２８）、検出された電圧／行程比からコード（２４）を形成し、インジェクタ（１４）を前記コードにより特徴付ける（４０）。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧電素子（２２）の設けられた内燃機関（１０）のインジェクタ（１４）を個別化するための方法であって、個々のインジェクタ（１４）の少なくとも１つの電気機械的特性を検出する方法において、
圧電素子（２２）の行程を印加される電圧に依存して検出し（２８）、
検出された電圧／行程比からコード（２４）を形成し、
インジェクタ（１４）を前記コードにより特徴付ける（４０）、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
個々のインジェクタ（１４）を検出された電圧／行程比に依存して複数の電圧／行程等級の１つに割当て（３０）、
インジェクタ（１４）を個別の電圧／行程等級の１つに相応するコード（２４）によって特徴付ける（４０）、請求項１記載の方法。
【請求項３】
インジェクタ（１４）から噴射される液体量を制御持続時間に依存して検出し（３４）、
個々のインジェクタ（１４）を検出された液体量に依存して、複数の制御持続時間／液体量等級の１つに割当て（３６）、
インジェクタ（１４）を個別の制御持続時間／液体量等級に相応するコーデ（２４）によって特徴付ける、請求項２記載の方法。
【請求項４】
圧電素子（２２）の設けられたインジェクタ（１４）の制御方法であって、制御目標値をインジェクタ（１４）を特徴付ける個々の電気機械的特性に依存して補正する形式の方法において、
インジェクタ（１４）を特徴付けるコード（２４）を検出し、
該コード（２４）は印加される電圧と圧電素子（２２）の行程との間の個々の比に基づくものであり、
制御目標値を検出されたコード（２４）に依存して補正する（４８）、
ことを特徴とする方法。
【請求項５】
インジェクタ（１４）を特徴付けるコード（２４）から、「電圧／行程比」特性の特性等級を検出する（４６）、請求項４記載の方法。
【請求項６】
インジェクタを特徴付けるコードから、「制御持続時間／液体量比」特性の特性等級を検出する、請求項４または５記載の方法。
【請求項７】
コード（２４）を自動的に、インジェクタ（１４）の取付け時または取付け後に検出する、請求項５または６記載の方法。
【請求項８】
燃料を内燃機関（１０）の燃焼室に噴射するインジェクタ（１４）であって、該インジェクタは圧電素子（２２）を有する形式のものにおいて、
インジェクタはコード（２４）を有し、
該コードは、印加される電圧と圧電素子（２２）の行程との間の個別の比に基づくものである、
ことを特徴とするインジェクタ。
【請求項９】
少なくとも１つのインジェクタと、少なくとも１つの燃焼室（１２）とを有する内燃機関（１０）であって、前記燃焼室には燃料がインジェクタ（１４）を介して噴射され、
インジェクタ（１４）は圧電素子（２２）を有する形式の内燃機関において、
内燃機関（１０）は読み取り装置（２６）を有しており、
該読み取り装置によりコード（２４）が検出され、
該コードによりインジェクタ（１４）が特徴付けられ、
該コードは、印加される電圧と圧電素子（２２）の行程との間の個別の比に基づくものである、
ことを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧電素子の設けられた内燃機関のインジェクタを個別化する方法に関するものであり、ここでは個別のインジェクタの少なくとも１つの電気機械的特性が検出される。
【０００２】
【従来の技術】
冒頭に述べた形式の方法は公知である。ここでは、インジェクタから噴射された液体量が制御持続時間に依存して検出される。制御持続時間に依存する液体量は電気機械的特性である。このために例えば制御持続時間と噴射される液体量に対する値ペアが４つの異なる動作状態で検出される。相応の調整値が６桁コードの形態でインジェクタにメモされる。相応のインジェクタを取り付ける際にこのコードが内燃機関の制御装置に入力され、これから制御持続時間に対する適応的かつ乗算的補正値が検出される。
【０００３】
「量調整」とも称されるこの手段の目的は、燃料をできるだけ高精度で内燃機関の燃焼室にもたらすことである。圧電調整素子を有するインジェクタは有利には燃料直接噴射を行う内燃機関で使用される。このような内燃機関では、燃料を燃焼室に高精度で調量することが非常に大切である。公知のインジェクタに使用される圧電素子は非常に高速に動作するが、その動作特性、ないし少なくとも１つの電気機械的特性が圧電アクチュエータごとに差がある場合があるという欠点を有する。上記の量調整によってある程度この差が検出され、制御装置での補正によってこの差が考慮される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、圧電素子の設けられたインジェクタの実際の特性をさらに良好に記述し、得られた知識の使用を容易にすることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この課題は冒頭に述べた形式の方法において、圧電素子の行程を印加される電圧に依存して検出し、この検出された電圧／行程特性からコードを形成し、インジェクタをこのコードにより表わすことにより解決される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明の方法により、インジェクタの機能を特に良好に表わすことができる。所定の制御電圧における圧電素子の行程の変動はインジェクタから噴射時に噴射される燃料量に作用する。個々のインジェクタの電圧／行程特性が既知であり、かつインジェクタが相応に特徴付けられていれば、インジェクタを使用する際にこれに基づいて応答することができる。最終的に本発明の方法によって燃焼室に噴射される燃料量の調量の際に高い精度が達成される。
【０００７】
検出された特性を符号化することにより、インジェクタの一般的に小さな寸法がこのインジェクタの圧電アクチュエータと特徴付ける特性を有しているにもかかわらず、インジェクタにファイルすることができる。このことは例えばバーコードの形態で行うか、またはインジェクタに配置されるトランスポンダチップの形態で行うことができる。一般的にコードの桁は５ビットである。表示は文字と数字で行うことができる。従ってインジェクタを電圧／行程特性によって特徴付けるために通常はこのコード桁で十分である。
【０００８】
本発明の有利な改善形態は従属請求項に記載されている。
【０００９】
例えば個々のインジェクタを検出された電圧／行程比に依存して複数の電圧／行程等級の１つに割当て、インジェクタを個々の電圧／行程特性の１つに相応するコードにより特徴付けることが提案される。この改善形態はインジェクタを特徴付けるのに、実際に検出された電圧／行程比ではなく、実際に検出された電圧／行程比が所属する電圧／行程等級という領域だけをインジェクタに記憶すれば十分であるという思想に基づくものである。このことによりメモリスペースが節約され、このようなコードの処理が簡単になる。
【００１０】
インジェクタから送出される液体量が制御持続時間に依存して検出され、個々のインジェクタが検出された液体量に依存して１つまたは複数の制御持続時間／液体量等級に割当てられ、このインジェクタを個々の制御持続時間／液体量等級に相応するコードにより特徴付けると有利である。この場合、インジェクタの特徴付けは冒頭に述べた行程調整によって行われるだけでなく、付加的に量調整によっても行われる。従ってこのようなインジェクタの特徴付けは特に高精度である。実際に検出された液体量を制御持続時間／液体量等級に分類することは、電圧／行程比の場合と同じように必要メモリスペースを低減する。量調整に対しては有利には６桁コードが設けられる。
【００１１】
本発明の対象はまた、圧電素子の制御方法であり、この制御方法では制御目標値がインジェクタと特徴付けるインジェクタの個々の電気機械的特性に依存して補正される。
【００１２】
このような方法では、燃料が高精度でインジェクタから内燃機関の燃焼室へ送出されるように制御が行われる。
【００１３】
このために、インジェクタを特徴付けるコードを検出し、このコードは印加される電圧と圧電素子の行程との間の個別の関係に基づいており、制御目標値を検出されたコードに依存して補正するのである。
【００１４】
この方法の利点は、個々のインジェクタの電圧／行程比が符号化に基づいて簡単かつ迅速に検出され、処理されることである。個々の電圧／行程比に基づく制御目標値の補正によってさらにこのようなインジェクタの特に高精度な動作が可能になる。内燃機関の燃焼室に個々のインジェクタによって実際に噴射される燃料量の差は本発明の方法を使用すれば非常に小さくなる。
【００１５】
ここでは、インジェクタを特徴付けるコードから電圧／行程比の特性等級を求めると有利である。この種の特性等級への分類によってインジェクタで所要のメモリスペースが低減できる。さらにこのように分類された特性は非常に高速かつ簡単に処理することができる。
【００１６】
本発明の方法の別の改善形態では、インジェクタを特徴付けるコードから制御持続時間／液体量比の特性等級を求める。制御持続時間／液体量比（これは量調整から得られる）を付加的に考慮することにより、インジェクタから噴射される燃料量の調量時にさらに精度が向上する。
【００１７】
特に有利には本発明の方法の改善形態で、コードを自動的にインジェクタの取付け時に検出する。これにより内燃機関の制御装置は使用されるインジェクタの特性を自動的に識別することができ、例えばユーザの側でのプログラミング作業が不要であり、インジェクタを最適動作させるために必要なパラメータ（加算的および／または乗算的補正値）が検出される。インジェクタを、例えば保守作業で交換する場合でも、新たに使用されるインジェクタのコードが自動的に検出され、制御装置は自動的に相応の補正値を検出する。
【００１８】
さらに本発明の対象は、内燃機関の燃焼室に燃料を噴射し、圧電素子を有するインジェクタである。
【００１９】
このようなインジェクタをできるだけ正確に駆動するため、このインジェクタが印加される電圧の圧電素子の行程との間の個別の比に基づくコードを有することが提案される。
【００２０】
本発明はさらに、少なくとも１つのインジェクタと、燃料がこのインジェクタを介して供給される少なくとも１つの燃焼室を有する内燃機関に関する。ここでインジェクタは圧電素子を有する。
【００２１】
このような内燃機関の排ガス特性を最適化し、燃料消費を最小化し、このような内燃機関の運転静粛性を達成するために、内燃機関が読出し装置を有しており、この読出し装置によりインジェクタを特徴付け、印加される電圧と圧電素子の行程との間の個別の比に基づくコードを検出することが提案される。
【００２２】
読出し装置によって個別の識別子、すなわちインジェクタの電気機械的特性を簡単に検出することができる。インジェクタの個別の電気機械的特性が既知であれば制御信号の補正によって、内燃機関の個々のインジェクタ間に存在する相違に応答することができる。これにより個々のインジェクタからそれぞれ所望の燃料量を高精度で内燃機関の燃焼室に噴射することができる。このことは内燃機関の運転静粛性を向上させ、燃料消費を低減し、内燃機関の排ガス特性を改善する。
【００２３】
【実施例】
図１には、内燃機関が全体で参照符号１０により示されている。この内燃機関は複数の燃焼室を有し、これらのうち図１には１つだけが参照符号１２により示されている。燃料は燃焼室１２にインジェクタ１４から直接供給される。供給される燃料はガソリンとすることができ、この場合は付加的に点火装置が燃焼室１２に設けられている。しかし使用される燃料がディーゼル燃料であっても良い。
【００２４】
インジェクタ１４は燃料収集管路１６（レール）と接続されており、この管路には燃料が非常に高い圧力下で蓄積されている。この燃料収集管路１６にはさらに別のインジェクタも接続されているが、これらは図示されていない。この別のインジェクタもそれぞれ燃料をそれらに配属された燃焼室に直接噴射する。燃料収集管路１６の圧力は圧力センサ１８により検出され、圧力センサは相応の信号を制御装置２０にさらに送出する。
【００２５】
インジェクタ１４は可動弁要素（図示せず）を有しており、この弁要素は圧電アクチュエータ２２と結合されている。圧電アクチュエータ２２も制御装置２０により駆動制御される。ここでは電圧を圧電アクチュエータ２２に印加することによって圧電アクチュエータはその長さを変化させ、これがインジェクタ１４の弁要素の位置に伝達される。しかし圧電アクチュエータの長さ変化が電圧変化に応答する速度は圧電アクチュエータごとに異なる。さらに所定の制御電圧における圧電アクチュエータの行程も、制御電圧が同じであっても他の圧電アクチュエータの行程とは異なる。
【００２６】
圧電アクチュエータごとに相違する特性はシステムに起因するものであり、現在のところ阻止できない。しかしこの相違は相応の対抗手段を講じなければ、同じ制御電圧であっても燃焼室に、同じ内燃機関の他の燃焼室よりも多くの燃料が噴射されるという結果を引き起こす。
【００２７】
インジェクタ１４から燃焼室１２に噴射される燃料量をできるだけ正確に調整するため、インジェクタ１４はこれが内燃機関１０で使用される前に測定される。とりわけ行程特性が電圧に依存して、並びにインジェクタから噴射される液体量が制御持続時間に依存して検出され、この検出された「電気機械的」特性がコード２４に変換される。このコードは図１に示した実施形態ではインジェクタ１４のケーシングに取り付けられる。コード２４は、内燃機関１０に固定的に配置された読出し装置２６により読出され、この読出し装置は相応の信号を制御装置２０に供給する。
【００２８】
インジェクタの個別の電気機械的特性を検出し、インジェクタ１４を相応のコード２４により特徴付けるために以下のことが行われる（図１２参照）：
ブロック２８で圧電アクチュエータ２２の行程能力を測定する。このために圧電アクチュエータ２２は所定の電圧により駆動制御され、圧電アクチュエータ２２の相応の長さ変化が検出される。圧電アクチュエータ２２の検出された電圧／行程特性に相応して、ブロック３０で複数の電圧／行程等級から、このインジェクタ１４の実際の特性に相応する１つが選択される。ブロック３２では圧電アクチュエータ２２の行程能力に相応する等級がコードに変換される。このために本実施例でコードの桁は一桁であり、５ビットである。
【００２９】
行程能力の測定と平行して、インジェクタ１４ではいわゆる量調整も行われる。この量調整ではインジェクタ１４から送出される液体量が種々異なる制御持続時間の下で検出される。ここでも全体で４つの異なる検査点を検出すれば十分である。このことは図２のブロック３４で行われる。ブロック３０と同様に、ブロック３６ではブロック３４で検出されたインジェクタ１４の特性が分類される。ブロック３２と同様に、ブロック３８ではブロック３６で検出された等級がコードに変換される。このコードは本実施例ではそれぞれ５ビットを有する６桁である。すなわち全体で３０ビットである。
【００３０】
ブロック４０では、ブロック３２と３８で求められた２つの符号化から図１に示した全体符号化が行われ、インジェクタ１４に取り付けられる。
【００３１】
コード２４に格納された情報の読み出しの際に実行されることを図３に基づいて説明する。
【００３２】
ブロック４２でコード２４が読出し装置２４により読出され、相応の信号が制御装置２０に導かれる。続くブロック４４で通知された信号がデコードされ、ブロック４６ではコード２４から求められた等級から加算的および乗算的補正値がインジェクタ１４の圧電アクチュエータ２２の制御電圧に対して検出される。ブロック４８では、ブロック４６で検出された補正パラメータと、ブロック５０で設定された制御電圧とに基づいて、燃料を燃焼室１２に正確に噴射するため、インジェクタ１４に対する個別の制御電圧が求められる。
【００３３】
ブロック５０に準備された制御電圧はとりわけ、燃料収集管路１６での圧力に依存する。この圧力は圧力センサ１８により検出され、制御装置２０に通知される。ブロック５２では次に相応の出力段の制御が行われる。ブロック３８で設定された量調整の符号化に対しても図３に示した方法と同様のことが実施される。
【００３４】
ブロック４２〜４６で設定された方法ステップをインジェクタ１４の各噴射の際に実施する必要はない。これらの方法ステップは、インジェクタ１４を内燃機関１０に取り付けた後、一度実施される。ブロック４６で検出された補正値は記憶され、インジェクタ１４の個々の噴射の際に使用される。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の複数の要素、とりわけ圧電素子を有するインジェクタの概略図である。
【図２】図１のインジェクタの個々の特性を特徴付けるための方法のフローチャートである。
【図３】図１のインジェクタを使用するための方法のフローチャートである。
【符号の説明】
１０　内燃機関
１２　燃焼室
１４　インジェクタ
１６　燃料収集管路
１８　圧力センサ
２０　制御装置
２２　圧電アクチュエータ
２４　コード
２６　読み取り装置
【図１】
2004076732.tif 000003
【図２】
2004076732.tif 000004
【図３】
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