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.pdf

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，该方法包括以下步骤：向致动器施加第一标称充电(Qc)，以便打开用于喷射燃料的喷射器的阀装置；通过将放电(Qd)施加到致动器以便关闭阀装置而命令喷射器关闭以停止燃料的喷射；以及在第一标称充电之外，在第一标称充电的施加之后且在包括命令喷射器关闭的步骤之前将称为极化充电的至少一个第二充电(Qp)施加到致动器，以便在喷射器的打开阶段期间和在燃料向燃烧室内的喷射期间使压电致动器极化。

权利要求书
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，以便打开或关闭所述喷射器，从而分别允许或停止将燃料喷射到所述发动机的燃烧室中，所述方法包括以下步骤：
●根据所请求的扭矩和所述发动机速度向所述压电致动器施加第一标称充电(Qc)，以便打开用于将燃料喷射到所述燃烧室中的所述喷射器的所述阀装置，所述第一标称充电(Qc)是打开所述喷射器所需的并且被称为标称控制充电(Qc)，
●通过将用于关闭所述阀装置的放电(Qd)施加到所述压电致动器而指令所述喷射器关闭，以便停止燃料的喷射，
所述控制方法的特征在于，其在操作期间从所述车辆车载的发动机控制单元施加，并且特征在于其还包括以下步骤：除了所述标称控制充电(Qc)之外，该步骤涉及在所述标称控制充电(Qc)的施加之后且在涉及指令所述喷射器关闭的步骤之前将称为极化充电(Qp)的至少一个第二充电(Qp)施加到处于所述标称控制充电(Qc)的所述压电致动器，以便在所述喷射器的打开阶段期间和在所述燃料向所述燃烧室内的所述喷射期间使所述压电致动器极化。

2.   根据权利要求1所述的方法，其中，由施加到所述压电致动器的对应的电流分布所限定的所述极化充电(Qp)跨过时间与所述标称控制充电(Qc)分开。

3.   根据权利要求1或权利要求2中任一项所述的方法，其中，所述第一充电(Qc)和第二充电(Qp)由称为标称充电电压(Uc)和极化电压(Up)的第一(Uc)和第二(Up)电压的相应的施加获得，所述第二电压(Up)大于所述第一电压(Uc)。

4.   根据权利要求3所述的方法，其中，在施加到所述压电致动器的所述电压随时间推移的发展中存在称为充电水平的水平(7)，所述充电水平(7)位于所述第一电压(Uc)或标称充电电压的水平。

5.   根据权利要求1至4中的任一项所述的方法，其中，通过所述喷射器的燃料的喷射实施涉及至少一次主喷射的若干次，所述充电或极化电压在所述主喷射期间施加。

6.   根据权利要求1至5中的任一项所述的方法，其中，涉及指令所述喷射器关闭的所述步骤涉及施加所述压电致动器的第一放电(Qdp)直达其所述标称控制充电(Qc)，然后是所述致动器的第二放电(Qdc1)，直到所述阀装置被关闭。

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(Qdp)和第二(Qdc1)放电跨过时间分开。

8.   根据权利要求6或7中任一项并结合权利要求3或4所述的方法，其中，直达所述标称控制充电(Qc)的所述压电致动器的所述第一放电(Qdp)通过施加第一放电电流而获得，所述第一放电电流将在所述压电致动器的所述端子处的所述电压降低直至所述标称充电电压(Uc)，并且其中，所述致动器的所述第二放电(Qdc1)通过施加第二放电电流而获得。

9.   根据权利要求8所述的方法，其中，在所述压电致动器的放电期间，在施加到所述压电致动器的所述电压随时间推移的发展过程中存在称为所述放电水平的水平(8)。

10.   根据权利要求9所述的方法，其中，在所述压电致动器的放电期间在施加到所述压电致动器的所述电压随时间推移的发展过程中的所述水平(8)处于小于所述标称充电电压(Uc)的电压处，以便考虑所述压电致动器的滞后现象。

11.   根据权利要求1至10中的任一项所述的方法，其中，所述极化充电在所述发动机的扭矩或旋转速度的预定值阈值以上被灭活。

12.   根据权利要求3至11中的任一项所述的方法，其中，在所述标称充电电压(Uc)和所述极化电压(Up)之间的电压的增加在5和40伏之间，以便达到大约140伏的最大极化电压值(Up)。

说明书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
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，以便打开或关闭喷射器，从而分别允许或停止燃料向发动机的燃烧室的喷射，该方法包括以下步骤：
●根据所请求的扭矩和发动机速度向压电致动器施加第一标称充电，以便打开用于向燃烧室喷射燃料的喷射器的阀装置，所述第一标称充电是打开喷射器所需的并且被称为标称控制充电，
●通过将放电施加到压电致动器而指令喷射器的关闭，以便停止燃料的喷射。
背景技术
已经知道使用压电致动器来指令使用汽油或粗柴油类燃料操作的内燃发动机中的喷射器的打开和关闭。
压电致动器主要地由限定预定长度的陶瓷构件的叠堆以已知方式构成，所述陶瓷构件具有在电场的作用下引起该长度改变并且在机械应力的作用下逆向地产生电场的性质；该叠堆在止挡件和阀装置之间布置在喷射器中，并且总体上以如下方式操作：当利用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，这会将燃料在压力下释放到燃烧室中。在休息状态下，也就是说，在阀装置的关闭位置，在压电致动器和阀装置之间存在游隙，以便确保该阀装置的关闭并且防止燃料朝燃烧室的失控泄漏。
为了稳定并且具有可再现的行为，压电致动器必须在参考值下被极化，这种极化在致动器的生产期间和发动机在车辆中被操作之前在出厂时进行。这样的极化称为初始极化，其涉及通过称为极化电压的预定电压将充电在同样为预定的时间内施加到压电致动器的端子，这导致端子的晶体结构在施加在压电叠堆上的电场的方向上定向，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被抑制之后，叠堆保持剩余极化状态以供后续使用。
然而，当在内燃发动机中使用时，压电致动器具有丧失该初始极化的趋势，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。这是因为施加到压电致动器以便打开喷射器的标称电源电压或控制电压的值根据所需要的扭矩和发动机速度而调整。特别地并且在适用时，该值根据对抗喷射器的阀装置的打开的燃料压力的值和更一般地打开喷射器的阀装置所需的能量而调整。例如通过电压供应至压电致动器的充电的这种调整因此特别地根据由燃料压力施加的阻力而被优化，并且因此防止或旨在减少喷射器在比该阻力大得多的用于打开阀装置的力的施加动作下的咔嗒声。喷射器的咔嗒声基本上是压电致动器在其在用于打开喷射器的指令的作用下延伸期间移动至机械抵接时的冲击的结果。
应当注意，特别地用于利用在高压下的柴油燃料操作的内燃发动机的喷射器优选地构造成使得燃料的压力以这样的方式被使用：即，在喷射器的关闭位置中，该压力施加在阀装置的侧面，这将阀装置保持在抵接在其阀座上的位置。此外，指令喷射器的打开所需的充电可被调整，以防止由喷射器的这种打开生成的噪音盖过一般的发动机噪音而被听见，也就是说，喷射器的标称打开电压的图根据发动机速度而在出厂时建立。
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引起压电致动器的极化的改变。
去极化或漂移引起压电致动器的陶瓷构件的叠堆的回缩和由此导致的压电致动器和阀装置之间的游隙的增加。这种游隙的增加导致致动器的较不精确的控制或漂移，这可以导致少量燃料的一次或多次喷射(例如称为引燃喷射的喷射)的损失，喷射器不再有时间来补偿游隙和打开阀门达短期的打开时间，这引起咔嗒作响的过量的发动机噪音(由于缺乏引燃喷射导致的具有高压力梯度的主喷射的燃烧)和污染以及驾驶不适。对于更长时间的喷射器打开来说，压电致动器的漂移导致对实际上喷入燃烧室中的燃料量的较差控制。
图1a和图1b是根据现有技术的具有压电致动器的喷射器的控制的示例的示意性坐标图，其中：图1a的坐标图是根据喷射器打开的时间施加到压电致动器的端子的电压的分布示例；并且图1b的坐标图示出了根据时间的施加到压电致动器的充电电流强度分布的示例。在这两个坐标图上的时间标度以同步方式示出：例如，横跨图1a和图1b指示的四个竖直虚线1、2、3、4分别对应于在时间标度上的四个不同的时间t1、t2、t3、t4，这四个时间t1、t2、t3、t4中的每一个对于两个坐标图来说是相同的。
在图1a中，可以看到，在纵坐标轴上示出的施加的充电的电压Uinj包括常数和从对应于用于打开喷射器的指令的时间t1直到对应于为打开喷射器(也就是说，为了压电致动器的伸展或收缩)而施加的用于控制压电致动器的标称电压水平Uc的时间t2的连续梯度；该标称电压水平Uc由发动机的喷射图(未示出)预定并且对应于为了实现喷射器打开动作所需的最小电压，该打开动作特别地引起最小的噪音并且适合所需的发动机扭矩和发动机速度。图1a中所示标称电压Uc低于压电致动器的极化电压Up。施加到压电致动器的电压Uinj接着在标称电压Uc的水平下保持恒定，这通常是由于以下事实：由于压电元件以电容器的方式表现，其保持施加到其端子的电压Uc。该标称电压Uc保持恒定，直到时间t3，该时间对应于关闭喷射器的指令，这在对应于时间标度的横坐标轴t上示出。然后，从时间t3起，电压Uinj降低直到用于关闭喷射器的时间t4，这由压电致动器的放电导致，压电致动器因此恢复到其初始收缩长度，该长度对应于喷射器的关闭。放电可例如借助于压电致动器的端子的短路获得。
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上以示意性方式示出了在时间t1和t2之间的第一充电电流强度线Ic，其对应于标称电压Uc的施加以便通过增加致动器的长度而打开喷射器；以及在时间t3和t4之间的对应于电压Uinj的降低的用于关闭喷射器的第二放电电流强度线Id，这种电压的降低例如通过压电致动器的端子的短路而由压电致动器的放电导致，以便实现压电致动器的快速收缩和因此喷射器的关闭。为了打开喷射器而施加到压电致动器的充电Qc可以已知方式从图1b中的表面积9计算，该面积限定在充电电流脉冲线Ic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Qd，从图1b中的表面积10，该面积限定在用于关闭喷射器的放电电流脉冲线Id和横坐标轴t之间，并且该放电例如基本上等于-Qc。
喷射器的电气控制时间被定义为用于维持施加到压电致动器的充电的时间。该时间准确地为在喷射器的打开指令和关闭指令之间的时间；其因此在如图所示的t3和t1之间。
存在用于补偿压电致动器的去极化的方法，该方法意图在出厂时提供的初始极化之后将压电致动器再次极化并且是或多或少高效的和高成本的，并且通常需要喷射器的拆卸和/或车辆的车间操作。通常，当去极化过量并且不再能够以有效方式对其进行补偿时，压电致动器或喷射器被更换。
特别地，已知的是，在喷射燃料之前通过借助于极化电压的施加将喷射器的压电元件初始极化来对该压电元件预充电，初始极化仅在尝试更快速地打开喷射器的过程中马达的旋转速度超出预定值时进行。
发明内容
本发明的目的是克服上述缺点并且更一般地利用压电控制改善喷射器的性能，并且提出一种用于利用压电控制来控制喷射器的车载方法。更具体而言，本发明涉及一种用于控制在本发明涉及的技术领域中的描述的开始部分定义的至少一个压电致动器的方法，其特征在于，该方法在操作期间从车辆的车载发动机控制单元施加，并且该方法还包括以下步骤：除了标称控制充电之外，该步骤涉及在标称控制充电的施加之后和在涉及指令喷射器的关闭的步骤之前将称为极化充电的至少一个第二充电施加到处于标称控制充电的压电致动器，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。
本发明允许压电致动器从其离开工厂的时间起在车辆的使用期间在压电致动器的使用期间以自动方式保持在极化状态，而不需要发动机停止，从而在减少维护操作的同时使致动器的使用寿命可以增加。此外，本发明使得能够改善喷射器的性能，同时减少压电致动器和阀装置之间的漂移，并且最终允许更好地控制喷入燃烧室的燃料的量。在车辆上操作期间向压电致动器施加极化充电正常情况下是不可能的，因为这样的极化电压将生成的噪音影响车辆的驾驶舒适度。根据本发明的至少一次充电在两个时间(第一次用于根据喷射校准对压电致动器的标称控制，第二次用于压电致动器的极化)向致动器的施加使极化操作可以防止生成发动机噪音和特别地喷射器的咔嗒声。根据本发明的方法可以有利地使用用于实现该方法的软件在车辆的发动机控制单元(ECU)中实现，以用于控制发动机的所有喷射器。应当注意，根据本发明的方法可使用用于指令/控制发动机的喷射器的压电致动器的软件的简单修改的版本集成在现有车辆的ECU处理器中。
根据一个有利的特征，由施加到压电致动器的对应的电流分布限定的极化充电从标称控制充电解耦，即，在时间上与标称控制充电分开。
由于极化充电在主充电的电流已变为零之后至少在大约几微秒的一段时间内暂时干预，此处在充电在时间上分开的意义上使用的充电的解耦允许常规地由发动机控制单元施加的压电致动器的标称控制充电与所需要的发动机扭矩或发动机速度一起不被改变，并且允许过量的极化充电独立于该标称控制充电而实现。
根据一个有利的特征，第一和第二充电由称为标称充电电压和极化电压的第一和第二电压的相应施加获得，第二电压大于第一电压。
代替致动器的标称控制电压，作为高电压的极化电压的施加通常不能设想作为这将引起的喷射器噪音的结果（至少在排除最高速度的发动机速度下）。施加到致动器的电压的分压为该问题提供了解决方案，并且有利地允许标称充电电流与施加到压电致动器的极化电流的解耦。
根据有利的特征，在施加到压电致动器的电压随时间推移的发展中存在称为充电水平的水平，该充电水平位于第一电压或标称充电电压的水平。
当压电致动器被充电时，根据时间施加到致动器的该电压水平允许采取措施，目的在于降低在第二所谓的极化充电期间喷射器的噪音。这是因为具有有限能量的第一电压的施加(以便在适用时降低在停止时的机械冲击噪音)将允许开始打开喷射器的现象，并且将有利地打开喷射器，并且称为极化电压的第二电压将接着被施加。充电水平可被最小化并且几乎不可察觉，例如降低至一秒的非常小的分数，接近大约一微秒，或者可以形成更显著的水平，其大于或等于几微秒，例如从10至100μs。充电水平有利地允许调整将标称充电与施加到压电致动器的极化充电分开的时间，例如，根据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。
根据一个有利的特征，通过喷射器的燃料的喷射进行涉及至少一次主喷射的若干次，极化电压在主喷射期间施加。
主喷射使得可以有更长的时间用来在喷射阶段期间进行更高效的极化。
根据一个有利的特征，涉及指令喷射器的关闭的步骤涉及直到压电致动器的标称控制充电的压电致动器的第一放电的施加，然后是致动器的第二放电，直到阀装置关闭。
根据一个有利的特征，压电致动器的第一和第二放电解耦，即，在时间上分开。
根据一个有利的特征，直到标称控制充电的压电致动器的第一放电通过施加第一放电电流而获得，该第一放电电流将压电致动器的端子处的电压降低至标称充电电压，并且致动器的第二放电通过施加第二放电电流而获得。
放电的分割有利地允许施加到致动器的放电电流的解耦。
根据一个有利的特征，在压电致动器的放电期间，在施加到压电致动器的电压随时间推移的发展过程中存在称为放电水平的水平。
放电水平可被最小化并且几乎不可察觉，例如降低至一秒的非常小的分数，接近大约一微秒，或者形成更显著的水平，其大于或等于几微秒，例如从10至100μs。放电水平有利地允许将施加到压电致动器的放电分开以便关闭喷射器的时间的调整，例如，根据在喷射器关闭之前可用的剩余时间。在压电致动器的放电期间，在压电致动器的端子处的电压(称为放电电压)的发展过程中，放电水平有利地允许调整施加到致动器的极化和标称放电电流的解耦。
根据一个特征，在压电致动器的放电期间在施加到压电致动器的电压随时间推移的发展过程中的水平处于低于标称充电电压的电压处，以便考虑压电致动器的伸展滞后现象。
该特征特别地允许用于实现根据本发明的方法的软件产品与已经在发动机控制单元中实现的现有喷射器控制映射交接，而不需要对其进行任何修改。用于实现根据本发明的方法的软件产品的实现因此在用于指令喷射器的打开的给定电气时间内不显著修改离开喷射器的燃料的量。
根据一个特征，极化充电在发动机的扭矩或旋转速度的预定值阈值以上被灭活。
极化充电优选地以永久性或连续方式施加到所有发动机速度。然而，由于用于指令压电致动器的标称电压接近极化电压，可以设想在高发动机速度下或在高充电下将该极化充电灭活。随着致动器的标称控制充电变得更低，极化充电的施加变得更高效而有利。
根据一个有利的特征，在标称充电电压和极化电压之间的电压增加在5和40伏之间，以便达到例如大约140伏的最大极化电压值。
其它特征和优点将从根据本发明的方法的一个实施例的两个示例的以下描述以及附图被理解，这些示例以非限制性例证的方式给出。
附图说明
上文已讨论的图1a和图1b示出了根据现有技术的用于控制压电致动器的示例的方法的示例的两个同步的示意性坐标图，其分别涉及：
-     根据喷射器打开的时间的在压电致动器的端子处的电压的分布示例，
-     作为时间的函数的穿过压电致动器的充电/放电电流强度分布的示例。
图2a示出了根据用于压电致动器的根据本发明的控制方法的一个实施例的第一示例(虚线)和第二示例(连续线)的作为喷射器打开的时间的函数的在压电致动器的端子处的电压分布的两个同步的示意性坐标图。
图2b示出了作为时间的函数的穿过压电致动器的充电/放电电流的第一(虚线)和第二(连续线)强度分布的与图2a同步的两个示意性坐标图，其分别对应于图2a的第一和第二电压分布示例。
图3a示出了根据用于控制压电致动器的根据本发明的方法的一个实施例的第三示例的作为喷射器打开的时间的函数的在压电致动器的端子处的电压分布的示意性坐标图。
图3b示出了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与图3a同步的示意性坐标图，其对应于图3a的第三电压分布示例。
具体实施方式
现在将结合第一实施例示例(虚线)描述图2a和图2b。
应当注意，该第一示例在图2a和图2b中使用分别与根据现有技术的图1a和图1b相同的基本示意性坐标图，根据本发明的方法的第一示例适用于该图，如下文将更详细地描述的。与喷射器的打开和关闭相对应的电压和电流强度的对应的基本分布示例因此分别在图2a和图2b中以及在图1a和图1b中相同，这些图阐明了用于控制压电致动器以便打开和关闭喷射器的相同的第一基本示例。因此，用于指令压电致动器的这些基本信号将不在参照图2a和图2b的根据本发明的方法的实施例的第一示例的描述的上下文中更详细地描述，读者可重新参看上文为这些基本信号而给出的图1a和图1b的描述。在图2a和图2b中，横跨图2a和图2b两者添加了两个竖直的虚线5和6，并且其分别对应于在时间标度t上的两个不同的时间t5和t6，这两个时间t5和t6中的每一个对于两个坐标图2a和2b来说相同，时间t5和t6在时间t2和t3之间，如下文详细说明的。
此外，压电致动器的电子控制系统也是本领域的技术人员已知的，并且在这里将不进行更详细的描述。对于应用根据本发明的用于控制压电致动器的方法来说，已知的电子控制系统可能是合适的。根据本发明的用于控制压电致动器的方法可使用将在车辆的发动机控制单元中实现的控制软件来实现。
在图2a和图2b中示意性地示出的第一方法示例是用于控制用于为车辆的内燃发动机喷射燃料的至少一个压电致动器的方法的示例，所述至少一个压电致动器作用于阀装置，以便打开或关闭喷射器，从而分别允许或停止燃料向发动机的燃烧室内的喷射。规定在这种情况下“喷射器的阀装置的打开和关闭”与“喷射器的打开和关闭”的表达被视为具有等同的含义。应当注意，在附图中仅示出用于控制施加到和穿过压电致动器的电压和充电电流强度的信号，根据本发明的方法能够应用于设有已知类型的喷射器的同样已知类型的内燃发动机，因此未示出这些发动机和喷射器。
根据图2a和图2b的控制方法例如使用在发动机控制单元ECU(未示出)中实现的控制软件产品从在操作期间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：
●在时间t1和t2之间，例如根据发动机控制单元中的预定的常规电压梯度，将打开喷射器所需的称为标称控制充电Qc的第一标称充电Qc(其为所请求的扭矩和发动机速度的函数)以已知方式施加到压电致动器，以便打开用于向燃烧室中喷射燃料的喷射器的阀装置，如图2b所示，
●除了标称控制充电Qc之外，从t2之后的时间t5起，在标称控制充电Qc的施加之后和在涉及指令喷射器的关闭的步骤之前，因此在时间t3之前，将称为极化充电Qp的第二充电Qp根据本发明施加到处于标称控制充电Qc的压电致动器，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，如图2b所示，
●然后，在时间t3处，通过在时间t3和t4之间向压电致动器施加放电Qdc1、Qdc2而指令喷射器的关闭，以便停止燃料的喷射，例如，如图2b所示。
如图2b所示，由施加到压电致动器的对应的电流分布限定的极化充电Qp有利地从标称控制充电Qc解耦，这可在该示例中看到，因为控制充电Qc的末尾和极化充电Qp的开始由不等于零的时间t5 – t2间隔开。
如图2a所示，第一充电Qc和第二充电Qp例如借助于压电致动器的分别称为标称充电电压Uc和极化电压Up的第一电压Uc和第二电压Up的施加来获得，电气极化电压大于电气标称充电电压Uc。
应当注意，在根据图2a的实施例的示例中，在施加到压电致动器的充电电压随时间推移的发展过程中存在水平7，该水平7优选地位于第一电压Uc或标称充电电压的区域中。该电压水平7表示在用于指令致动器的打开的充电Qc的施加末尾和极化充电的施加的开始之间经过的时间段，即，等于t5-t2的时间，根据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，其可以在0 (不含)和几微秒之间，或者可以形成大约几微米的更显著的水平，例如，从10至100μs。最少时间优选地被限定为使得充电Qc和Qp解耦，即，它们在时间上分开。
此外，一方面在时间t1和t2之间用于指令喷射器的打开和另一方面在时间t2之后以便使致动器极化的施加到压电致动器的端子的电压梯度在图2a中示出为具有相同的值或基本上相同的值。然而，应当注意，这些梯度可以彼此不同。
应当注意，图2a和图2b示出了例如主燃料喷射，考虑到根据本发明的方法可以应用到包括特别地执行若干次的多次喷射的循环，其包括至少一个主喷射，例如，至少一个引燃喷射和至少一个主喷射，充电Qp或极化电压Up优选地在这种情况下在主喷射期间施加。
在压电致动器的端子处的极化电压Up保持恒定，通常是由于以下事实：由于其表现为电容器，压电元件将施加到其端子的电压保持直到致动器的放电(以便关闭喷射器)或直到极化的放电，即，对于下文详细阐述的第一种情况(第二示例)来说，直到时间t3。
根据在图2a和图2b中以虚线示出的实施例的第一示例，涉及指令喷射器的关闭的步骤涉及直到压电致动器的标称控制充电Qc(或基本上该标称充电Qc)的压电致动器的第一放电Qdp的施加，然后是致动器的第二放电Qdc1，直到阀装置关闭，如在图2b的虚线部分中所示。
在该第一示例中，第一放电Qdp在时间t3之前或在喷射器关闭之前进行，以使得压电致动器的第一放电Qdp和第二放电Qdc1解耦，如图2b所示。在该示例中，放电Qdp和Qdc1的解耦可通过不等于零的时间段的存在而看到，该时间段在对应于极化放电Qdp的末尾的时间t6和对应于用于关闭喷射器的控制放电Qdc1的开始的后续时间t3之间。
如在图2a中以虚线(以便以同步方式对应于图2b)所示，直到标称控制充电Qc的压电致动器的第一放电Qdp有利地由第一放电电流构成，该第一放电电流例如将在压电致动器的端子处的电压降低至标称充电电压Uc，致动器的第二放电Qdc1由第二放电电流构成，直到压电致动器恢复到其初始长度，这引起喷射器的关闭。第一和第二放电电流可以例如通过使压电致动器的端子短路来获得。
在图2a中并且从第一示例的虚线应当注意到，在压电致动器的放电期间，在施加到压电致动器的电压随时间推移的发展过程中存在水平8，该水平8例如位于标称充电电压Uc的区域中，如图2a所示。该电压水平8示出在致动器的电气极化放电Qdp的施加的末尾的时间t6和在控制放电Qdc1的施加的开始处的后续时间t3之间经过的时间段，即，等于t6-t3的时间，根据由施加喷射器的打开时间的发动机控制单元给定的可用于施加控制放电以关闭喷射器的常规时间，其可以在0 (不含)和几微秒之间，或者可以形成大约几微秒(例如，从10至100μs)的更显著的水平。最少时间优选地被限定为使得放电Qdp和Qdc1被解耦，即，它们在时间上分开。
此外，在图2a中施加到压电致动器的电压降的梯度(虚线)一方面用于极化的放电(在时间t3之前)并且用于致动器的放电以便关闭喷射器(从时间t3开始)在图2a中示出为具有相同的值或基本上相同的值。然而，应当注意，这些梯度可以彼此不同。此外，(多个)放电梯度可以不同于充电梯度。
现在将结合第二实施例示例(连续线)描述图2a和图2b。
应当注意，该第二示例在图2a和图2b示出了与上述第一示例共同的部分，该部分涉及喷射器的打开充电Qc的控制和极化充电Qp的控制，如图所示。区别在于在已施加极化充电Qp之后用于控制压电致动器的放电以便关闭喷射器的不同的方法。这种区别更具体地在于在致动器的放电过程中不存在电压水平，原因是在该第二示例中从时间t3至时间t4在一个步骤中产生致动器的放电Qdc2，如图2b所示。在图2a中，可以看到，根据恒定的梯度，为了在时间t4达到零值而在时间t3和t4之间的放电电压降对应于喷射器的关闭位置。在该第二示例中，因此不存在第一示例的第一放电Qdp，并且在这种情况下仅在时间t3施加从极化电压Up起的放电Qdc2，并且示出了在单次指令中从极化电压Up起的喷射器关闭。
该第二实施例的应用取决于可用于打开喷射器的时间和在适用时关闭喷射器所容许的噪音水平。该第二实施例在适用时允许提供更长的时间段以用于将致动器维持在极化电压Up。
现在将结合根据本发明的用于控制压电致动器的方法的实施例的第三优选示例来描述图3a和图3b。
应当注意，该第三示例在图3a和图3b中示出了与上文参照图2a和图2b描述的第一示例共同的部分，该部分涉及喷射器的打开充电Qc的控制和极化充电Qp的控制，如图所示。
该第三示例也在压电致动器的放电方面类似于图2a和图2b中的第一示例，因为这种放电在该第三示例中也包括在放电电压的发展过程中的水平8，如图所示。
在图3a和图3b中，对于类似的装置、元件或事件来说，所使用的附图标记与第一示例的图2a和图2b的相同。
与图2a和图2b中示出的第一示例的区别在于，用于控制压电致动器的放电以便在已施加极化充电Qp之后关闭喷射器的不同的方法。这种区别更具体地在于不位于控制充电电压Uc的区域中的放电水平8。
根据该第三示例的放电电压水平8有利地位于低于的控制充电电压Uc的水平的电压水平处，以便考虑压电致动器的滞后现象。
这是因为，根据第一示例，利用充电水平7在压电致动器的端子处进行等电压放电水平8；也就是说，在放电水平下的压电致动器的长度与对应于充电水平7的长度不同，从而考虑了依赖于致动器本身的压电致动器的伸展滞后。在放电水平的该长度较大。
图3a和图3b中的优选第三示例以与对应于用于打开喷射器的控制充电Qc的充电水平7相等的压电致动器位移执行放电水平8。这意味着根据该第三示例的放电水平8的电压水平比第一示例的等电压放电电压水平小由所用压电致动器的实际滞后线给定的值。具有与充电水平7等位移的放电水平8的这种特性允许改善时间以便压电致动器返回至其在施加控制充电Qc之前具有的初始尺寸，并且因此允许改善喷射器的关闭的控制，特别是当根据本发明的方法与喷射器的现有控制映射交接时。以这种方式，具有等位移的放电水平8的这种特性允许在发动机控制单元中实现的喷射器的初始映射不被修改，并且使得根据本发明的方法能够使用将在发动机控制单元中实现的附加的软件产品来实现，而不需要修改已经存在的这种映射。
在实践中，压电致动器从极化电压Up放电的指令将有利地借助于学习如下滞后线来进行：
●致动器的第一放电Qdp3将从知道其滞后线而被指令，以使得压电致动器恢复到等于或基本上等于对应于控制充电Qc的长度的长度，
●然后将指令第二放电Qdc3，以使得压电致动器在控制充电Qc被施加之前恢复到初始长度，该第二放电有利地对应于对于施加到致动器的电气时间来说的压电致动器的正常或标称放电。
除了放电水平8的电压水平之外，上文结合第一示例阐述的与放电水平8有关的情况适用于该第三示例的放电水平8。
在图3b中，可以看到放电Qd的分布，更具体地施加到压电致动器的极化放电Qdp3和控制放电Qdc3。在图示示例中，极化放电Qdp3大于第一示例的极化放电Qdp(图2b)，并且控制放电Qdc3低于第一示例的控制放电Qdc1(图2b)。该控制放电Qdc3有利地对应于根据喷射器的电气控制时间在喷射器的初始控制映射中编程的放电。
优选地，极化充电在车辆中的发动机的操作期间以永久且连续的方式施加，以便确保在发动机的扭矩/旋转速度值的范围内的唯一极化电压。备选地，在对应于接近极化电压的压电致动器的控制电压值的发动机的扭矩或旋转速度的值的预定阈值以上，极化充电可被灭活。
以举例的方式，在标称充电电压Uc和极化电压Up之间的电压的增加可以在0(不含)和40伏之间，以便达到例如大约140伏的最大极化电压值Up，在该示例中，根据发动机速度和所需的发动机扭矩的压电致动器的控制电压Uc的所用范围基本上在100和140伏之间。
例如，每当喷射器打开以进行燃料的主喷射时，参照图2a和图2b、图3a和图3b描述的极化充电以连续方式有利地施加到车辆的发动机的所有喷射器。