CN102713219A - 用于求得直喷阀上的燃料压力的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于求得具有线圈驱动器的直喷阀中燃料压力的方法。该方法包括一种在具有直喷阀关闭时刻的某个时间段内获得线圈驱动器中感应电压(110、230)的方法(a)以及一种基于所获得的感应电压而求得燃料压力的方法(b)。此外还涉及一种相应的用于求得具有线圈驱动器的直喷阀上燃料压力的装置、燃料共轨***、机动车以及计算机程序。

Description

用于求得直喷阀上的燃料压力的方法和装置

本发明涉及求得具有线圈驱动器的直喷阀上的燃料压力的技术领域。本发明特别涉及一种用于求得机动车中的共轨***的燃料压力方法。此外，本发明还涉及一种用于求得具有线圈驱动器的直喷阀上燃料压力的相应装置和计算机程序。

为了运行现代内燃机并且遵守严格的排放极限值，发动机控制装置通过所谓的气缸充气模型确定了在气缸中每个工作循环所具有的空气质量。根据模型化的空气质量和所期望的空燃比(λ)，通过在本文献中也称为喷油嘴或直喷阀的喷射阀喷入相应的额定燃料量(MFF_SP)。因此，可以这样测量有待喷射的燃料量，从而使λ成为对于催化器中的废气后处理装置来说最优的值。对于内部形成混合气的直喷汽油发动机来说，燃料以40至200bar范围内的压力直喷到燃烧室中。

除了密封以防止不可控的燃料外流并且对有待喷射的燃料进行射束预处理之外，对喷射阀的主要要求还在于，对预控的喷射量进行时间上的准确的配量。特别在增压式直喷汽油发动机中，对所需的燃料量要求有很高的量分散度(Mengenspreizung)。因此，例如对于发动机全负荷时的增压运行方式，一定要为每个工作循环分配最大燃料量MFF_max，反之在接近空转的运行方式一定要提供最小燃料量MFF_min。在此，两个参数MFF_max和MFF_min限定了喷射阀的线性工作区的边界。

对于具有线圈驱动器的直喷阀来说，量分散度(Mengenspreizung)约为15，所述量分散度定义为在恒定燃料压力下最大燃料量MFF_max与最小燃料量MFF_min之商。对于重点在于减少CO2排放的未来发动机来说，发动机的排量将减小，并且通过相应的发动机增压机构保持或者甚至增加发动机的额定功率。因此，对最大燃料量MFF_max的要求至少相当于对具有更大排量的自吸式发动机的要求。但是最小燃料量MFF_min由接近空转的运行方式以及在排量变小的发动机的惯性运行中的最小空气质量确定并因此减小。附加地，将整个燃料质量分布到多个脉冲上能够实现直接喷射，这例如在催化器加热模式中通过所谓的混合气分层(Gemischschichtung)以及随后的点火时刻满足苛刻的排放极限值。对于未来的发动机来说，由于上述原因，不仅会对量分散度而且会对最小燃料量MFF_min提出更高的要求。

在已知喷射***中，在最小燃料量区域中进行喷射时，喷射量会与额定喷射量存在很大的偏差。出现的***偏差基本上由喷油嘴的加工公差以及在发动机控制装置中触发喷油嘴的输出级公差产生。其它附加的影响因素为燃料压力、喷射过程中的气缸内部压力以及供电电压的可能的变化。

通常通过发动机控制装置的可调节电流的全桥输出级来对直喷阀进行电触发。全桥输出级允许利用机动车的车载电网电压以及替代地利用加强电压来给喷射阀供电。加强电压通常也称为增压电压(U_boost)，并且大约为60V。

图5示出了一种具有线圈驱动器的直喷阀的典型的电流触发曲线I(粗实线)。此外，图5还示出了直喷阀上相应的电压U(细实线)。触发过程分为如下阶段：

A)预加载阶段：在这个持续时间为t_pch的阶段期间，通过输出级的电桥电路将相当于机动车车载电网电压的电池电压U_bat加载到直喷阀的线圈驱动器上。在达到电流额定值I_pch时，通过两点调节器断开电池电压U_bat，在低于另一个电流阈值后再接通U_bat。

B)增压阶段：在预加载阶段之后是增压阶段。为此通过输出级将加强电压U_boost加载到线圈驱动器上，直到其达到最大电流I_peak。通过电流快速增加，喷射阀将加速打开。在到达I_peak后，紧接着是一个空载阶段直到t_1流逝，在该空载阶段中，又将电池电压U_bat加载到线圈驱动器上。从增压阶段开始起测量电触发的持续时间Ti。这就是说，通过到达预先设定的最大电流I_peak来触发到空载阶段的过渡。增压阶段的持续时间t_1取决于燃料压力固定地预先设定。

C)在t_1流逝之后接下来是一个整流阶段(Abkommutierungs-Phase)。由于断开了电压，这里会产生自感电压，所述自感电压主要受增压电压U_boost的限制。自感期间的电压限制由U_boost以及再生二极管和所谓的续流二极管的正向电压之和构成。此外，该电压之和也称为再生电压。由于电压差异化测量以图5为基础，整流阶段的再生电压示出为负。

由于再生电压，有电流通过减小磁场的线圈。整流阶段为时控的，并且取决于电池电压U_bat和增压电压的时间t_1。整流阶段在另一个时间段t_2流逝之后结束。

D)保持阶段：整流阶段之后是所谓的保持阶段。这里再次通过两点调节器调节基于电池电压U_bat的、用于保持电流I_hold的额定值。

E)断开阶段：由于断开电压将会出现一个自感电压，如上所述，该自感电压受限于再生电压。因此将会有电流通过线圈，这将减弱磁场。在超过这里所示的、负的再生电压之后，将不再会有电流流过。这种状态也称为“线圈断开(opencoil)”。由于磁材料中存在欧姆电阻，在线圈磁场减弱时感应的涡流将衰减。涡流衰减又导致电磁线圈中的磁场发生变化并且因此产生感应电压。这种感应效应将使喷油嘴上的电压值从再生电压水平出发按照指数函数曲线上升至0。在磁力减弱后，通过弹簧力以及由燃料压力引起的液压力关闭喷油嘴。即喷射入的燃料量是阀门打开和阀门关闭特性以及作用于阀门上燃料压力的函数。

本发明的任务在于，给出一种易于实现的方法以及一种相应的装置来求得燃料量。

该任务通过独立权利要求的主题来解决。本发明的有利实施方式在从属权利要求中进行说明。

根据本发明的第一方面，描述了一种用于求得具有线圈驱动器的直喷阀上的燃料压力的方法。该方法包括一种在某个时间段内获得在线圈驱动器中感应的电压的方法(a)以及一种基于所获得的感应电压而求得燃料压力的方法(b)。

所述用于求得燃料压力的方法的知识基础在于，为此可以使用一种在线圈中由磁电枢的运动通过感应引起的电压信号来表示磁电枢的运动过程。同时也发现，磁电枢的运动过程在这方面也与直喷阀上的燃料压力相关。更加准确的说，施加在磁电枢上的、引起喷射阀的关闭运动的合力，取决于燃料压力、弹簧力和磁场减弱的动力，所述动力特别由磁场变化的感应的涡流确定。

因此，在无电流线圈中感应的电压的电压曲线部分地由磁电枢的运动产生，并且部分地由燃料压力间接产生。通过适当分析线圈中感应电压的时间曲线至少可以十分近似的求得运动感应的电压的部分，该部分基于磁电枢和线圈之间的相对运动。通过获得感应电压就可以获得运动曲线的自动信息，通过该信息可以做出关于燃料压力的正确论断并因此能够用于求得燃料压力。对此可以使用运动感应电压的曲线和在断开阶段中的关闭时刻来求得燃料压力。

所述方法的优点在于，其可以在线地在发动机控制器中进行。因此，例如在一条轨道中的燃料压力波动可能导致在每个喷射阀上产生各自不同的燃料压力。喷射阀在共轨***中的位置也可能通过所述的波动对燃料压力产生影响。这种依赖性可以相对于每个喷射阀获得到，并且可以通过可变触发进行弥补。反之，若给所有喷射阀配备一个中心燃料压力传感器，则这将不可能实现，因为传感器处于共轨***的“轨道”中。

根据本发明的一种实施例，使用在线圈驱动器中获得的感应电压的最大值来求得燃料压力。

该实施例的知识基础在于，可通过简易方法获得的感应电压的最大值取决于燃料压力的值。其中，感应电压的最大值出现在当电枢和针阀碰到阀座而取得最大速度变化时的关闭时刻，即机械的关闭时刻。这里，通过适当分析也可以得出感应电压最大值和燃料压力值间的关系。该方法优点在于，只需要获得对于感应电压的单个值就可以求得燃料压力值。已经证实，感应电压最大值和燃料压力值间基本上存在线性关系。

根据本发明的另一个实施例，将已经求得的直喷阀上的燃料压力值作为至少另一个直喷阀上的另一个燃料压力假设值使用。

对于发动机控制，尽可能少地使用电子部件将十分有利。这本身将减少所需的计算量，并且也将减少将有待使用的电子部件。特别是可以省略配置在所有喷射阀中心的燃料压力传感器，就像传统的所谓共轨原理发动机那样。

根据本发明的另一个实施例描述了一种方法，该方法还包括一种获得另一种在具有另一个直喷阀关闭时刻的时间段内、在另一个直喷阀的另一个线圈驱动器中感应的感应电压的方法(a)；以及一种基于所获得的另一种感应电压而求得燃料压力的方法(b)。

该实施例的优点在于，可以实现复杂的发动机控制，这种控制可以与多个直喷阀的单个的触发相匹配，其中，这种单个的触发基于这些多个直喷阀中每个的燃料压力有效值。特别是可以使喷射量与各直喷阀相匹配。基于以单个数据为基础的与多个直喷阀匹配的触发方式可以减少燃料需求、改善燃料燃烧和/或减少有害气体排放。

本发明的另一个实施例描述了一种方法，该方法还包括一种通过压力传感器获得燃料压力的方法(a)；将根据所获得到的感应电压而求得的燃料压力与压力传感器获得的燃料压力相对比(b)；并且如果求得的燃料压力与所测得的燃料压力的偏差超过了预先设定的阈值，将给出错误提示(c)。

对于共用燃料压力传感器的情况，可以通过附加信息对燃料压力传感器进行监控，所述附加信息通过单个或多个直喷阀的燃料压力获得。如果所求得的燃料压力与通过燃料压力传感器测得的燃料压力偏差太大，以至于超过了阈值，则可以随后进行错误提示以采取不同措施。因此，可以在例如燃料压力传感器的压力值与通过所述方法求得的压力值出现差异时自动对燃料压力传感器进行校准。此外，如果特定的喷射阀给出了错误提示，可以自动重新配置对该喷射阀的供油。除此之外，也可以通过座舱中的一个终端发出机动车维修请求。

根据本发明的另一个实施例，由已知的感应电压的最大值的特征曲线和所属的燃料压力来求得燃料压力。

已知的特征曲线优选是一条一维的特征曲线，其中，分别为所获得的感应电压值分配一个燃料压力值。该特征曲线可以已经由喷射阀或喷射装置的制造商给出，其中，喷射装置不仅可以具有喷射阀和而且可以具有喷射阀的控制装置。以下还将进行描述的特征曲线也可以根据实验通过对比所测得的传统燃料压力传感器的值来求得。

根据本发明的另一个实施例描述了一种方法，其中，通过一种校准方法来求得该特征曲线，该方法包含一种针对不同燃料压力运行直喷阀的方法(a)，其中测量各燃料压力下的感应电压；以及一种存储多个数值组的方法(b)，所述数值组分别具有一个压力值和一个所属的电压值。

有利的是，通过求得多个由一个电压值和一个燃料压力值组成的数值组来求得该特征曲线。优选应求得燃料压力的值，所述值针对不同的燃料压力得出。特别是基本燃料压力值可以包含运行燃料压力的整个或至少一个较宽的范围以运行具有直喷阀的内燃机。该特征曲线可以通过试验台中的直喷阀得到，即通过一个用作参考的喷射阀所获得到的特征曲线可以用于同种类型的直喷阀。此外，可以针对每个直喷阀分开求得特征曲线。在求得了该特征曲线之后，存储用于发动机控制的值。

根据本发明的另一个实施例，在预先设定的恒定运行条件下运行处于不同燃料压力下的直喷阀。

有利的是，建立恒定的运行条件来得到可靠的、用于特征曲线的值，因为很容易推导出感应电压和燃料压力间的相互关系。当通过保持恒定条件可以排除多个对结果产生干扰的影响因素时，则在这种情况下特别容易实施对燃料压力传感器的校准和对其装置的校准。

根据本发明的另一个实施例描述了一种方法，其中，通过保持化学计量的空气系数(a)、预先设定的冷却水温度(b)、预先设定的油温(c)和/或预先设定的具有直喷阀的内燃机的控制器的温度(d)来限定恒定的运行条件。

这里，可以给化学计量的空气系数、冷却水温度、油温以及控制器的温度组合的每个值分配一个特定的用于相应值的带宽。冷却水温度可以特别限定为内燃机的冷却水温度或者说用于冷却内燃机缸体(Motorblock)的冷却水温度。

根据本发明的另一个实施例，该方法还具有一种通过回归曲线(Regressionskurve)将特征曲线中所存储的数值组相匹配的方法。

为此可以使用多个的理论数学模型来提高特征曲线中所存储的数值组的可靠性。众所周知，对于n个作为点填入二维坐标系中数值组来说，可以求得一条经过所有点的n-1项多项式。回归曲线也可以特别是一条回归直线。通过这种方式限定其参数的回归曲线的优点在于，通过感应电压的中间值可以求得燃料压力的中间值。

另一个优点在于，只非易失性存储少量参数，这样可以得到对应所获得的感应电压中间值的燃料压力中间值。

根据本发明的另一方面描述了一种用于求得具有线圈驱动器的直喷阀上的燃料压力的装置。该装置具有一种用于获得在包含直喷阀的关闭时刻时间段内线圈中的感应电压的获得单元(a)以及一种基于所获得的电压以求得燃料压力的分析单元(b)。

所述用于求得燃料压力的装置知识基础在于，可以使用由磁电枢运动通过感应引起的线圈中的电压信号来表示磁电枢的运动过程。分析单元可以从由磁电枢运动过程在线圈中引起的电压出发来求得燃料压力。

根据本发明的另一个实施例描述了一种具有内燃机的机动车的燃料共轨***。所述的共轨***具有至少一个将燃料喷入到内燃机燃烧室中的直喷阀(a)和一种所述的求得燃料压力的装置(b)。

具有线圈驱动器的直喷阀在特别是机动车共轨***中十分常见，从而可以用于求得直喷阀上的燃料压力，所述燃料压力特别是用于共轨***。

根据本发明的另一方面描述了一种用于求得具有线圈驱动器的喷射阀、特别是用于机动车发动机的直喷阀上燃料压力的计算机程序。当由处理器执行时，配置计算机程序来控制上述用于求得具有线圈驱动器的阀的燃料压力的方法。

在本文献中，这种计算机程序的命名与程序元件、计算机程序产品和/或具有控制计算机***的指令的计算机可读介质的概念相同，以便可以以适当的方式调节***或者说方法的工作方式，以便达到与根据本发明的方法相关的作用。

该计算机程序可以作为计算机可读指令代码在每个合适的程序语言、例如像JAVA、C++等等中执行。该计算机程序可以存储在计算机可读存储介质(CD-Rom、DVD、蓝光光盘、更迭驱动器、易失性存储器或非易失性存储器、内置存储器/处理器等等)中。指令代码可以如此对计算机或其它可编程设备、如特别是机动车发动机控制器进行编程，从而执行所期望的功能。此外，该计算机程序可以在网络、例如像英特网中提供，需要时可以由用户从网络下载。

本发明可以通过计算机程序、即软件以及通过一个或多个专门电路，也就是说以硬件或任意混合形式，也就是说借助软件部件和硬件部件实现。

总之，我们可以认识到本发明的一方面：在断开触发电流后，磁电枢和与之相连的针阀的关闭运动将对喷油嘴电压产生取决于速度的影响。特别是可以通过分析在触发电流关闭后喷油嘴的电压来确定针阀的机械关闭时刻。这里将出现的一种效应是，在断开喷油嘴电流后，在由线圈驱动器的喷射阀中，磁力将减小。由弹簧预紧力和加载的燃料压力构成的合力将加速磁电枢和针阀朝向阀座运动。同时，磁电枢和针阀在碰到阀座前将达到其最大速度。在线圈芯和磁电枢之间的空气间隙将随该最大速度增大。由于磁电枢运动和由此产生的空气间隙增大，磁电枢的剩磁性将由于运动感应在喷油嘴线圈中产生电压。由磁电枢和与之相连的针阀最大速度变化产生的喷油嘴线圈中的感应电压的最大变化将在针阀的机械关闭时刻出现。因此，运动感应电压最大值的出现时刻对应了喷射阀的机械关闭。

因此，可以使用最大感应电压的电压值来求得直喷阀上的燃料压力，因为针阀最大速度将产生最大感应电压，并且最大速度取决于燃料压力。在具有期望的关闭时刻的时间间隔I中，可以求得电压差ΔU_INJ_max的最大值，其为参考模型电压与感应电压之差的最大值。

ΔU_INJ_max＝max{U_{ING_MDL}(t)-U_{INJ_MES}(t)|t∈I}(1)

其中，

I＝[t_{Close_Expected}-Δt，t_{Close_Expected}+Δt](2)

并且

            (3)

U_{ING_MDL}(t)基于一个简单的参考模型，其中，U_start的值由U_{INJ_MES}(t)在时刻t＝0时刻的值限定，并且喷油嘴温度和I_hold一起构成一个时间常数。

对于所获得的感应电压的最大值ΔU_INJ_max的任意值，在运行程序中可以给出或者说求得相应的燃料压力FUP。ΔU_INJ_max与FUP之间的一般的并且首先未知的关系为：

FUP＝f(ΔU_INJ_max)                            (4)

该关系是运行程序的前提条件，因此必须事先在校准测量中进行求得。

在应用运行程序前，可以通过校准测量首先求得数值组，所述数值组由确定的预先设定的以及通过压力传感器所测得的压力FUP_n和相应所测得的最大值ΔU_INJ_{max_n}得出。这种关系为：

FUP＝f(ΔU_INJ_{max_n})(5)

该关系为一般函数(4)的前提条件。

为了得到N个任意的用于预先设定的燃料压力FUP_n和所获得的最大值ΔU_INJ_{max_n}(1≤n≤N)数值组，可以对参考模型进行线下校准。通过对作为参考使用的直喷阀进行实验室测量，可以将所述数值组事先用于所有制造的直喷发动机。

此外，可以单个地进行线上校准。对于各个直喷阀i，可以由预先设定的、利用燃料压力传感器测量的燃料压力FUP_i和所获得的最大值ΔU_INJ_{max_i}求得数值组，以便得到关系式(5)。

两种校准测量的前提条件在于，至少要满足以下不同条件之一：(a)所使用的燃料压力传感器按照规定起作用。(b)在具有配量空燃比的均质运行条件下，内燃机中的燃烧在部分负荷区域几乎固定。(c)在所选的运行区域内，燃料压力的变化产生中等排放。(d)在没有多点喷射并且没有负的喷油嘴电流的情况下进行以加速喷油嘴关闭。(e)对于冷却水温度、油温和控制器温度来说，为实施方式各定义了一个温度间隔，所述温度间隔在测量时要遵循。

在测量时，燃料压力(FUP_n)优选保持恒定，并且从值为40bar的初始额定值FUP_{n_min}按ΔFUP逐步提高至最大值FUP_{n_max}。作为燃料压力最大值FUP_{n_max}，可以将该值限定为直喷阀仍能正常运行时的值。对于每个恒定的燃料压力FUP_n来说，可以进行多个测量，可对测量值取平均值，从而可以计算用于数值组的FUP_{n_mean}和ΔU_INJ_{max_n_mean}的平均值并将其存储。

在校准测量之后，由FUP_{n_mean}和ΔU_INJ_{max_n_mean}构成的数值组可以用作其相应轴上的特征曲线控制点(Kennfeldstützstelle)。对每个控制点或者说每个数值组可以求得一个标准偏差。这些用于曲线的值可以非易失性地存储并且用于求得燃料压力FUP。

在校准测量之后，可以选择性地使用多项式阶次，如多项式第一阶次。

通过使用最小二乘法可以确定一条回归直线，该直线为：

FUP＝x0+x1·ΔU_INJ_max    (6)

其中，可以将模型参数x0和x1非易失性地存储。

可以单个地针对共轨***中的各个直喷阀求得所有的校准测量。

可以这样使用校准测量，以便用作求得具有线圈驱动器的任意直喷阀上的燃料压力的基础。因此，可以用由直喷阀的线圈驱动器中的感应电压求得的燃料压力来替代燃料压力传感器。可以选择性地将求得的燃料压力FUP用于诊断共轨***和/或燃料压力传感器的状态。在此，若由燃料压力传感器所测得的燃料压力FUP_Sensor减去由感应电压求得的燃料压力FUP的值超过了阈值，将能够给出错误提示。即：

FUP_Sensor-mean(FUP_{i_mean})|＞阈值(7)

这里，FUP_{i_mean}表示经过若干喷射周期的、确定的喷射阀i的平均值。计算在不同喷射阀i上的其余平均值，利用该值可以计算mean(FUP_{i_mean})的值。阈值可以根据燃料压力额定值、发动机转速以及通过内燃机在一定负载状态下吸入的空气质量来求得。

应当指出，本发明的实施方式关于不同的发明对象进行描述。特别是通过方法权利要求来描述一些本发明的实施方式，并通过装置权利要求来描述本发明的其它实施方式。但是，在本申请文件中，本领域技术人员清楚地知道，只要没作其它明确说明，除了属于发明对象的一种类型的特征的组合外，也可以对特征进行任意组合，这些特征属于发明对象的不同类型。

本发明的其它优点和特征由以下对目前优选的实施方式的示例性的描述来说明。本申请文件附图中的各个图示只是示意图而非标准尺寸图。

图1示出了在保持阶段末和在断开阶段中喷油阀上不同的信号曲线。

图2示出了一种通过使用参考电压曲线检测关闭点的方法，所述参考电压曲线可用根据磁电枢中的涡流衰减产生的线圈中的感应效应来表示。

图3示出了一张图表，从该图表可明显看出所测得的燃料压力FUP和所测得的最大压差ΔU_INJ_max之间的相互关系。

图4示出了带有具有共轨***的内燃机的机动车示意图。

图5示出了典型的、用于具有线圈驱动器的直喷阀的电流控制图和相应的电压曲线。

应当指出的是，与实施方式相应的特征或者说部件相同或至少功能相同的不同实施方式的特征或部件具有相同的标号或另一种标号，该标号只是在第一个数字和/或通过一个其从属的字母与相应部件的标号不同。为避免不必要的重复，已经通过之前所述的实施方式进行说明的特征或部件之后将不再进行详细说明。

此外，应当指出，之后所述的实施方式只是对本发明可能的实施变形进行有限选择而进行描述。可以特别通过适当的方式将各实施方式的特征互相组合，这样，对于本领域技术人员来说，通过这里详细描述的实施变形可以明显看出多个的不同实施变形。

在本申请中描述的用于求得燃料压力的方法由以下在直喷阀的断开阶段中出现的物理效应为根据：

1.首先，直喷阀的线圈上的断电将产生一种自感电压，所述自感电压通过再生电压限定。再生电压的数值通常高于增压电压。只要自感电压超过再生电压，将在线圈中产生电流，并且线圈中的磁场将衰减。该效应的时间变化曲线在图5中用“I”标记。

2.在线圈电流衰减期间磁力将减小。只要弹簧预紧力和有待喷射的燃料压力产生的液压力超过正在减小的磁力，将产生一个合力，这个合力将加速电枢和针阀一起朝阀座的方向运动。

3.如果自感电压不再超过再生电压，将不再有电流流经线圈。线圈电流处于所述的“线圈断开”的运行状态。由于电枢磁性材料的欧姆电阻，在线圈磁场减弱时感应的涡流呈指数衰减。涡流减弱将反过来使线圈中的磁场发生变化并且将产生电压感应。该感应效应导致线圈上的电压值从再生电压的水平出发按照指数函数的曲线上升至0伏。该效应的时间变化曲线在图5中用“III”标记。

4.直接在针阀回到阀座之前，电枢和针阀将达到其最大速度。线圈芯和电枢之间的空气间隙将随该速度增大。由于电枢运动和由此产生的空气间隙增大，剩余的电枢磁性将在线圈中产生运动感应的电压。所出现的感应电压的最大变化量表示电枢(以及与之相连的针阀)的最大速度变化量。因此，针阀机械关闭的时刻与最大运动感应电压出现的时刻相互关联。这种由电枢速度和与之相连的针阀的速度产生的感应效应将与涡流衰减产生的感应效应叠加。该效应的时间变化曲线在图5中用“IV”标记。

5.在针阀机械关闭之后，通常紧跟着一个振动过程，在该过程中，针阀还将从关闭位置中短时间地偏移出一次。由于弹簧压力以及存在的燃料压力，将针阀再次压入阀座。在振动过程之后的阀门关闭在图5中用“V”标记。

目前，在本申请文件中所述方法的根据是，从断开阶段中的运动感应电压曲线来求得喷射阀上的燃料压力。如下面的详细说明，该求得方法以分析若干所测得的感应电压曲线为基础。

图1示出了在保持阶段末和在断开阶段中喷射阀上的不同信号曲线。保持阶段和断开阶段之间的过渡在断开时刻进行，该时刻由一条竖直虚线表示。流过线圈的电流通过利用标号100标出的曲线以安培为单位表示。在断开阶段，由于磁电枢速度和针阀速度产生的感应效应和由于涡流衰减产生的感应效应叠加，将得出感应的电压信号110。所述电压信号110以10伏特为单位表示。从电压信号110可以看出，在关闭时刻区域中的电压升高速度显著减小，随后由于针阀和磁电枢的回弹，电压升高速度将再次增大。利用标号120标出的曲线表示电压信号110的时间导数。在导数120中可以识别出在局部的最小值121上的关闭时刻。在回弹过程之后可以识别出在另一个最小值122上的另一个关闭时刻。

即使对于理解本发明来说作用相对较小，但图1此外还绘出了一条曲线150，所述曲线表示以克每秒为单位的燃料流量。可以看出，所测得的流经喷射阀的燃料流量在检测到的关闭时刻之后不久从上迅速往下降。在基于分析触发电压所测得的关闭时刻和所测得的燃料流量第一次到达0时的时刻之间的偏差是由在确定燃料流量时受限的测量动态性能造成的。相应的测量信号150大概从时间点3.1ms开始在零值左右波动。

为了减小实施所述求得燃料压力的方法所必需的运算量，也可以单独在有限的时间间隔内确定导数120，所述时间间隔包含期望的关闭时刻。

图2示出了一种在使用参考电压曲线的情况下检测关闭时刻的方法，所述参考电压曲线表示由于磁电枢中的涡流衰减而在线圈中产生的感应效应。在图2中也对图1中所述的保持阶段末和断开阶段进行了说明。所测得的、由空气间隙速度和相应的针阀速度产生的感应效应和由涡流衰减产生的感应效应叠加而形成的电压曲线110与图1中相同。线圈电流100也相对于图1没有任何变化。

现在的思路是，通过一种参考模型来计算只是由涡流衰减产生的感应效应而形成的电压信号110中的部分。利用标号215标出的曲线表示了一种相应的参考电压信号。通过求得所测得的电压曲线110和参考电压信号215之间的压差可以除掉由涡流衰减产生的感应效应。因此，压差信号230表示与运动相关的感应效应并且是磁电枢和针阀的直接量度和加速磁电枢运动所施加的力的量度。所述在磁电枢上所施加的力取决于燃料压力。压差ΔU_INJ_max的最大值231表示直接在针阀碰到针阀座前达到的最大磁电枢速度或者说针阀速度。因此，可以使用压差ΔU_INJ_max的最大值231来求得实际关闭时刻t_close。如下所示，尤其可以将用于实际关闭时刻t_close的压差ΔU_INJ_max的最大值231用来求得燃料压力。

从获得的线圈上运动感应电压，特别是由求得的压差ΔU_INJ_max的最大值可以求得直喷阀上的燃料压力FUP。

图3示出了所测得的燃料压力FUP和压差ΔU_INJ_max的最大值间的相互关系。可以看出，所测得的由变化的燃料压力FUP和压差ΔU_INJ_max的最大值所构成的数值组352几乎精确地处于一条回归曲线350上。回归曲线350也可以用于在较大范围内针对压差ΔU_INJ_max最大值的任意值来求得燃料压力FUP。

图4示出了一种带有具有共轨***460的内燃机461的机动车463的示意图。此外，机动车463还具有一个燃料供给***和一个用于调节燃料476的供给的控制单元466。图4中的箭头用于说明燃料476的流动方向。

燃料476从油箱474导入低压油泵472，并且从低压油泵472的回流出口经过低压调节器470流回燃料油箱474。燃料476从低压油泵472的另一个出口支路导入高压油泵468的体积流量调节阀。由低压油泵472提供的燃料在高压油泵468的体积流量调节阀处通常为3-5bar。通过体积流量调节阀可以为高压油泵468供给燃料476的量，这将保证燃烧室中的直喷阀462在所期望燃料压力下具有所期望的燃料476的量。

高压油泵468为共轨***460提供燃料476，在示意图中所述共轨***具有六个直喷阀462。此外，可以将其看作内燃机461的部件的共轨***460还具有一个可以感应共轨***460中压力的压力传感器464。所述压力传感器464与控制单元466相连。控制单元466具有一个用于获得信号的获得单元465以及一个用于发出控制信号的分析单元467。此外，如图4所示，每个直喷阀462均与控制单元466中的获得单元465相连，这样可以将直喷阀462的线圈驱动器上的电流信号传输给控制单元466，以便使分析单元467对其进行分析。通过这种方式可以将适当的控制信号传输给高压油泵468。不仅由压力传感器464感应的燃料476的压力而且在直喷阀462的线圈驱动器上获得的感应电压可以通过控制单元466分析。之后控制单元466可以将适当的控制信号传输给高压油泵468以为共轨***460提供燃料476。

Claims (14)

1.用于求得具有线圈驱动器的直喷阀(462)上的燃料压力的方法，所述方法具有：

-在包括直喷阀(462)的关闭时刻的某个时间段内获得在线圈驱动器中感应的电压的方法；并且

-基于所获得的感应电压求得燃料压力的方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，使用在线圈驱动器中获得的感应电压的最大值(231)来求得燃料压力。

3.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，将求得的直喷阀上的燃料压力值作为至少另一个直喷阀(462)上的另一个燃料压力的假设值使用。

4.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，此外还具有：

-获得另一种感应电压的方法，在具有另一个直喷阀(462)的关闭时刻的时间段内、在另一个直喷阀(462)的另一个线圈驱动器中感应所述电压；并且

-基于所获得的另一种感应电压求得另一种燃料压力的方法。

5.根据权利要求1至4所述的方法，此外还具有：

-借助压力传感器(464)获得燃料压力的方法；

-将基于所获得的感应电压求得的燃料压力与由压力传感器获得的燃料压力进行比较；并且

-如果求得的燃料压力相对于所测得的燃料压力的偏差超过了预先设定的阈值，将给出错误提示。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，由已知的感应电压的最大值(231)的特征曲线以及所属的燃料压力来求得燃料压力。

7.根据权利要求6所述的方法，其中借助一种校准方法来求得所述特征曲线，该方法具有：

-针对不同的燃料压力运行所述直喷阀(462)的方法，其中测量针对每个燃料压力的感应电压；并且

-多个数值组(352)的存储方法，所述多个数值组分别具有一个压力值和一个所属的电压值。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，在预先设定的恒定的运行条件下运行针对不同燃料压力的直喷阀。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，通过保持以下条件来限定恒定的运行条件：

-配量的空气系数；

-预先设定的冷却水温度；

-预先设定的油温；和/或

-预先设定的、具有直喷阀(462)的内燃机(461)的控制器的温度。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的方法，此外还具有：

-通过回归曲线(350)将特征曲线中所存储的数值组(352)进行匹配的方法。

11.用于求得具有线圈驱动器的直喷阀(462)上燃料压力的装置，所述装置具有：

-用于获得在包含直喷阀的关闭时刻的时间段内、在线圈中感应的电压的获得单元(465)；并且

-基于所获得的电压来求得燃料压力的分析单元(467)。

12.用于具有内燃机(461)的机动车(463)的燃料共轨***(460)，所述共轨***(460)具有：

-至少一个将燃料(476)喷入内燃机(461)燃烧室的直喷阀(462)；并且

-一种根据权利要求11的装置。

13.具有根据权利要求12所述的共轨***(460)的机动车(463)。

14.用于求得具有线圈驱动器的直喷阀(462)上的燃料压力的计算机程序，其中，当由处理器执行所述计算机程序时，配置所述计算机程序来控制根据权利要求1至10中任一项所述的方法。

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