CN106460707B - 用于检测喷嘴针打开的开始的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明说明了一种用于检测喷射***的喷射器的喷嘴针打开的开始的方法。在所述检测方法中，通过向线圈施加低电压使得衔铁以低速向喷嘴针移动，使得邻接引起衔铁移动的停止而不打开喷嘴针。在此情况下，克服空行程，但并不开始喷射过程。在电流分布曲线中检测衔铁与喷嘴针的邻接以作为喷嘴针打开的开始。

Description

用于检测喷嘴针打开的开始的方法和装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测喷射***的喷射器的喷嘴针打开的开始的方法，在所述方法中，通过向线圈施加电压来移动衔铁，该衔铁克服空行程并且邻接抵靠喷嘴针。

本发明此外涉及用于执行此方法的装置。

背景技术

此处说明的检测方法涉及具有在衔铁与喷嘴针之间的空行程的螺线管喷射器。当向相关的线圈施加电压时，通过电磁力移动该衔铁。在克服空行程后，喷嘴针通过机械耦合同样发生移动，并且暴露出用于输送燃料的喷射孔。为了关闭喷射器，移除磁力并且通过弹簧力使喷嘴针移动到关闭位置内。

因此在此类喷射器中，衔铁在其与喷嘴针邻接并且移动该针之后通常必须克服空行程。衔铁在喷嘴针上的邻接在这种情况下能够称为喷射器的喷嘴针打开的开始。

在此期间，检测喷嘴针打开的准确的开始具有重要意义。即，所述喷射器的制造具有公差。因此，例如由于不同的弹簧力、引导间隙（摩擦）、座直径等，在打开和关闭喷射器时会出现不同的力，而力又会导致不同的延迟时间并且因此会导致不同的喷射量。

检测喷嘴针打开的开始或者检测衔铁与喷嘴针的邻接的时间点是基于以下原理。机械装置（衔铁和喷射器针）和磁路（线圈）之间的涡流驱动耦合产生基于机械装置的移动的反馈信号。在这种情况下，在衔铁内感应出由于喷嘴针和衔铁的移动引起的与速度相关的涡流，其还引起对电磁回路的反作用。与移动速度相关地，在电磁体中感应出叠加在触发信号上的电压。对所述效果的利用需要将基本的电气变量（即电压或电流）与由于衔铁和/或针的移动所产生的信号变化的叠加合适地分开，并且然后进行进一步的处理。在这情况下，分析关于发生的时间点的电压或电流信号的特征信号形式。

以下用于检测打开过程中特征信号分布曲线的方法是已知的：

电流测量方法

所述方法需要电流分布曲线（标准触发形式）的主动影响，以确保磁路并未饱和。利用所述测量方法，仅在全调制的情况下才能够检测针停止测量信号。

电压测量

由于施加电压覆盖了所有特征，因此所述测量方式无法利用标准触发形式进行。在此情况下，假定利用具有助推阶段的采样保持触发来控制电磁回路。

当利用标准的电压分布曲线触发喷射器时，喷嘴针非常快速地打开。由于喷嘴针的邻接在磁路饱和的时间点发生，因此在这种情况下不产生信号。因此没有信号可以用于检测喷嘴针打开的开始。

如果使用其中喷嘴针邻接发生在磁路不饱和时的触发分布曲线，才能够检测到喷嘴针邻接。这能够通过减小针打开速度来实现，然而其中，由于减小的喷嘴针速度会导致较低的喷射质量（雾化、发散等），因此不能持续进行利用此类检测分布曲线进行的操作。在此类处理方法中，喷射的质量因此会受到损害。

先前已知的用于大体确定电磁驱动装置的打开或关闭时间的方法分别使用测量通道，每个测量通道用于利用介入打开检测期间的通电来确定喷射器打开和关闭，或者仅使用电流测量，该电流测量用于利用前述对线圈的基本触发和与此相关的限定进行的侵入式介入来检测打开和关闭时间，而这些会导致喷射性能发生改变。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种前述类型的方法，可简单地执行所述方法并且不会对喷射产生不利影响。

通过根据本发明所说明类型的方法来实现此目的，即通过向线圈施加低电压，使得衔铁以低速向喷嘴针移动，使得通过衔铁与喷嘴的邻接而不打开喷嘴针来停止衔铁的移动，并且使得在电流分布曲线中检测到衔铁与喷嘴针的邻接以作为喷嘴针打开的开始。

因此在根据本发明的方法中，在克服空行程之后在不打开所述喷射器的情况下检测衔铁与喷嘴针的邻接以作为喷嘴针打开的开始。为此目的，针对性地给线圈施加会引起衔铁的低速移动的低电压。衔铁以小脉冲与喷嘴针接触，使得由此喷嘴针不移动并且停止衔铁的移动。因此不打开喷嘴针，使得不发生喷射过程。因此以此方式，通过检测喷嘴针打开的开始使喷射过程不会受到影响。

如先前所提及地，衔铁与喷嘴针的邻接在电流分布曲线中是明显的并且能够由此检测出。因此，在不进行喷射的情况下检测对应于喷嘴针打开的开始或者喷嘴针的邻接的空行程，使得不会发生前面描述的低质量喷射的缺点。

正如所提及地，根据本发明在电流分布曲线中检测衔铁与喷嘴针的邻接。在这种情况下，优选的过程是，形成电流关于时间的一阶导数并且使其最小值与衔铁和喷嘴针的邻接相关联。电流的一阶导数的所述最小值能够明确地与衔铁的接触相关联，使得能够毫无问题地检测喷嘴针打开的开始。

正如实验所示地，当例如向线圈施加7V的电压时，实现了关于检测的较好的结果。由此克服了空行程并且衔铁接触喷嘴针。在喷射器打开的情况下不会发生进一步的移动（实施喷射）。

此外，本发明涉及用于执行前面所述的方法的装置。所述装置能够集成到机动车辆的控制单元中。

因此可以完全独立于实际的喷射过程执行根据本发明的方法。由所述方法检测的喷嘴针打开的开始由此能够用作喷射过程的控制的额外的参数。

附图说明

下面使用示例性实施例结合附图来详细地描述本发明：

图1是对于所施加的线圈电压为7V和14V时关于电压分布曲线、电流分布曲线以及喷射速率分布曲线的三个图表；

图2是对于所施加的线圈电压为7V和14V时关于电流分布曲线、电流的一阶导数以及喷射速率分布曲线的三个图表；

图3是示出了关于磁力分布曲线、衔铁位置分布曲线以及线圈电流分布曲线的仿真结果的图表。

具体实施方式

在通常的具有在衔铁与喷嘴针之间的空行程的螺线管喷射器中，一次以7V的电压并且一次以14V的电压应用至螺线管线圈。在两种情况下，衔铁发生移动直到发生与喷射器的喷嘴针的邻接。因此在两种情况下克服了空行程。然而当电压为7V时，在邻接后不发生进一步的移动并且因此喷嘴针的打开过程不发生，使得不发生喷射过程。与此相反，在施加14V的电压时，衔铁在邻接喷嘴针后与该喷嘴针一起继续进一步移动，使得喷嘴针被打开并且发生喷射过程。

图1在上方的图表中示出了各个电压分布曲线，其中上方的曲线示出了14V时的分布曲线，并且下方的曲线示出了7V时的分布曲线。中间的图表示出了对于所述电压的电流分布曲线。上方的曲线是14V时的电流分布曲线，而下方的曲线描述了7V时的电流分布曲线。最后，下方的图表示出了喷射速率分布曲线ROI。在施加14V的电压时，大约4ms后发生喷射过程，而在7V的情况下未检测到喷射过程。

另一方面，在图2中上方的图表再次示出了关于时间的电流分布曲线。因此所述图表对应于图1的中间的图表。图2中间的图表示出了对于7V和14V这两种电压的电流的根据时间的一阶导数。在此情况下，上方的曲线对应于14V的电压，而下方的曲线对应于7V的电压。在上方的曲线中能够看出大约4ms的最小值，其通过虚线标记出。所述最小值对应于衔铁与喷嘴针的邻接，随后针打开并且发生喷射过程，正如由喷射速率分布曲线的下方的图表中所见地。

中间的图表中对应于7V的曲线具有大约5ms的最小值。正如喷射速率分布曲线所示出地，在这种情况下未发生喷射过程，这意味着，与喷嘴针的邻接停止了衔铁的移动。

施加7V的电压时的电流的一阶导数最小值与衔铁接触并且因此与喷射器的喷嘴针打开的开始相关联。

根据本发明的方法的性能通过仿真来证实，图3示出了仿真的结果。可以根据给定条件根据经验确定相应的电压，给线圈施加该电压，使得衔铁克服空行程，但是其移动由于与喷嘴针的邻接而停止。利用此处给出的7V的值获得了较好的结果。

图3示出了磁力(N)、衔铁位置(μm)和线圈电流(A)的分布曲线。在此处示出的示例中，克服了40μm的空行程。随后，衔铁与针并未一起进行进一步的移动。在电流分布曲线中能够看到衔铁与针的邻接(OPP1)。

Claims (3)

1.一种用于检测喷射***的喷射器的喷嘴针打开的开始的方法，在所述方法中，通过向线圈施加电压使衔铁移动，所述衔铁克服空行程并且邻近抵靠所述喷嘴针，其特征在于，通过向线圈施加低电压使得衔铁以低速向喷嘴针移动，使得通过所述衔铁与所述喷嘴针邻接而不打开所述喷嘴针来停止所述衔铁的移动，并且使得在电流分布曲线中检测到所述衔铁与在所述喷嘴针上的邻接以作为所述喷嘴针打开的开始；

其中，形成电流关于时间的一阶导数并且其最小值与所述衔铁在所述喷嘴针上的邻接相关联。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，向线圈施加7V的电压。

3.一种用于机动车辆的控制单元，所述控制单元集成有用于实施根据权利要求1至2中任一项所述的方法的装置。