CN107636282A - 用于多次喷射的燃料喷射器的致动 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种用于致动用于机动车辆的内燃机的燃料喷射器的方法，该燃料喷射器具有磁线圈驱动器。燃料喷射器具有第一端子和第二端子，其中，第一端子能够经由开关元件接地，并且其中，第二端子接地。该方法包括以下步骤：（a）致动开关元件以便使第一端子接地；（b）获取流过磁线圈驱动器的电流的电流强度的时间曲线；以及（c）将电压脉冲施加到磁线圈驱动器以便启动燃料喷射的打开程序，其中，电压脉冲的持续时间被确定为根据所获取的电流强度的时间曲线而变化。此外，本发明描述了一种发动机控制器和一种计算机程序。

Description

用于多次喷射的燃料喷射器的致动
技术领域
本发明涉及燃料喷射器的致动的技术领域，特别地涉及用于致动用于机动车辆的内燃机的具有磁线圈驱动器的燃料喷射器的方法。此外，本发明涉及发动机控制器和计算机程序。
背景技术
在具有磁线圈驱动器的燃料喷射器的操作的情况中，由于电容差，产生各个喷射器的不同的序时打开行为，并且因此产生相应的喷射量的变化。
随着喷射时间和/或电/液分离时间变短，各喷射器之间以及各次喷射之间的相对喷射量差值增加。这些相对量差值迄今为止很小并且没有实际意义。每个喷射周期（多次喷射）的越来越少和越来越多的喷射量和喷射次数的变化已经导致不能不考虑相对量差值的影响的结果。特别是在短时间内连续喷射的情况下，存在于磁线圈驱动器中的剩余磁化能够由于前次喷射而存在，这能够影响随后的喷射。
国际专利申请WO 2011/023476 A1描述了在下一次喷射之前确定最后的喷射程序的喷射器电压，以便得出喷射器的预磁化状态并且以合适的方式进行反应。此外，被提出的是，替代地借助于限定的供给电压来执行该操作，并且与其相关的流动电流作为剩余磁化的量度而获得。
发明内容
本发明基于提供改进的且简单的燃料喷射器的致动的目标，使用该燃料喷射器能够高精度地进行多次喷射。
这个目标由（多项）独立权利要求的主题实现。在（多项）从属权利要求中描述了本发明的有利实施例。
根据本发明的第一方面，描述了一种用于致动用于机动车辆的内燃机的燃料喷射器的方法，该燃料喷射器包括磁线圈驱动器，其中，燃料喷射器包括第一端子和第二端子，其中，第一端子能够经由开关元件接地，并且其中，第二端子接地。所描述的方法包括以下步骤：（a）致动开关元件以便使第一端子接地，（b）获取流过磁线圈驱动器的电流的电流强度的时间曲线，以及（c）向磁线圈驱动器施加电压脉冲以便启动燃料喷射器的打开程序，其中，电压脉冲的持续时间被确定为根据所获取的电流强度的时间曲线而变化。
所描述的方法基于如下发现：当存在剩余磁化时，燃料喷射器的两个端子的接地引起磁线圈驱动器的线圈中的电流流动，其中，该电流流动取决于存在的剩余磁化并且因此与其相关。如果存在剩余磁化，与其相关的衰减涡流和由于感应产生的衰减磁通量以及端子的续流的结束引起磁线圈驱动器的主绕组中的电流流动。通过获取电流流动的时间曲线（在燃料喷射器的实际致动之前的短的测量阶段期间），因此能够获取并且在后续的致动期间考虑与剩余磁化相关的燃料喷射器的初始状态，并且能够实现精确的喷射量。
换言之，燃料喷射器的两个端子在实际致动之前的测量阶段期间接地（即，参考电位）。在该续流状态下在磁线圈驱动器中流动的电流被获取，并且时间曲线例如以一系列采样值的形式被存储。在该测量阶段之后，接着燃料喷射器的实际致动以便打开燃料喷射器。在这种情况下，向磁线圈驱动器施加电压脉冲（例如，相对于车辆电气***电压具有显著增加的电压的所谓的升压电压脉冲）。该电压脉冲的持续时间被确定为根据所获取的电流强度的时间曲线而变化。例如，如果确定存在一定的剩余磁化，则与不存在剩余磁化的情况相比，能够缩短电压脉冲的持续时间。
测量阶段的持续时间相对于后续升压阶段的持续时间非常短，例如，在5％和20％之间。在多次喷射的情况下，测量阶段因此能够被***在两次连续喷射之间的暂停期间，而不为此目的占用额外时间。
在短的测量阶段期间流动的线圈电流也形成磁场，并且因此能够实现在空间上改进的剩余磁化的耗散，其能够用于后续的喷射程序。已知的是，在具有磁导性材料的电磁喷射器的情况下，在激励的开始和结束时，在圆柱形结构的情况下，由于涡流活动，力所需的磁通量以延迟的方式累积和耗散。在激励开始时，磁通量从外部向内部渗透。在激励结束时，磁通量从外部向内部耗散。测量过程导致磁通量耗散的空间重构。新的可测量的线圈电流从外侧向内侧形成新的磁通量累积，这在激励开始时引起空间磁通量分布，并且因此能够在多次喷射（相似性原理）的情况下以有利的形式使用。
总体而言，通过短期间的电流测量，无需额外的能量供应就能够精确考虑剩余磁化。
根据本发明的一个示例性实施例，第二端子通过二极管接地。
该二极管基本上相当于设置在许多燃料喷射器控制电路中的续流二极管，所述续流二极管被连接以使得具有燃料喷射器线圈的电路在测量阶段期间以低欧姆方式闭合。
根据本发明的另一示例性实施例，电压脉冲在流过磁线圈驱动器的电流的电流强度达到限定值的时刻结束。
换言之，电压脉冲的持续时间被控制为根据达到限定的电流值（也称为峰值电流）而变化。
根据本发明的另一示例性实施例，该限定值被确定为根据所获取的电流强度的时间曲线而变化。
换言之，基于在测量阶段期间获取的电流强度的时间曲线，确定升压电压脉冲结束时的电流强度的精确值。
简而言之，峰值电流以及因此升压阶段的持续时间被设定为根据所测量的电流曲线而变化。
根据本发明的另一示例性实施例，开关元件具有晶体管。
晶体管可以特别地是所谓的低侧（low-side）晶体管。
根据本发明的另一示例性实施例，在确定电压脉冲的持续时间时考虑电流强度的斜率和/或幅值。
可定性识别的是，可测电流的水平与存在的剩余磁化成正比，剩余磁化也与匝数成正比。曲线由电磁时间常数确定，该时间常数取决于喷射器的几何形状及其总磁阻。
电压脉冲的持续时间和/或峰值电流的变化能够进一步考虑物理***参数，例如，燃料温度、磁线圈温度、与之前的喷射程序的距离等。例如，这能够通过使用相应的引导特性曲线或特性图或模型而被执行。
根据本发明的第二方面，描述了一种用于车辆的发动机控制器，该发动机控制器被构造成使用根据第一方面和/或以上示例性实施例之一的方法。
该发动机控制器能够以简单的方式在多次喷射期间（即，在短的连续喷射期间）确保非常高的精度。
根据本发明的第三方面，描述了一种计算机程序，该计算机程序被构造成在被处理器执行时，该计算机程序执行根据第一/第二方面和/或以上示例性实施例之一的方法。
在本文的含义中，提及这样的计算机程序等同于程序元件、计算机程序产品和/或计算机可读介质的概念，其包含用于控制计算机***以便以合适的方式协调***或方法的操作模式的指令，以便实现与根据本发明的方法有关的效果。
该计算机程序能够以任何合适的编程语言（例如，Java、C ++等）作为计算机可读指令代码实施。计算机程序能够存储在计算机可读存储介质（CD-ROM、DVD、蓝光光盘，可移动驱动器、易失性或非易失性存储器、安装的存储器/处理器等）。指令代码能够对计算机或其它可编程装置（例如，特别是用于机动车辆的发动机的控制单元）进行编程，使得期望的功能被执行。此外，计算机程序能够被提供在用户能够根据需要从中下载该计算机程序的网络（例如，互联网）中。
本发明既能够借助计算机程序（即，软件）来实施，也能够借助一个或多个特定的电气电路（即，硬件）实施，或者以任意的混合形式（即，借助软件组件和硬件组件）实施。
要注意的是，本发明的实施例参考本发明的不同主题被描述。特别地，本发明的一些实施例由方法权利要求描述，并且本发明的其它实施例由装置权利要求描述。然而，本领域技术人员在阅读本申请时将立即清楚的是，如果没有另外明确指出，除了能够组合与本发明的一种类型的主题相关联的特征之外，还能够任意地组合与本发明的不同类型的主题相关联的特征。
附图说明
本发明的其它优点和特征由以下优选实施例的示例性描述得出。
图1示出了根据一个实施例的用于致动燃料喷射器的电路的一部分的电路图。
图2示出了根据一个实施例的示例性电流曲线图。
具体实施方式
要注意的是，下文中描述的实施例仅代表本发明的可能实施例变型的有限选择。
图1示出了根据一个实施例的用于致动燃料喷射器110的电路的一部分的电路图100。 燃料喷射器110具有端子112（低侧LS）和114（高侧HS）。 端子112连接到晶体管116（低侧晶体管TLS），并且因此可接地。端子114通过二极管118（续流二极管DGND）接地。
图2示出了根据一个实施例的示例性时间电流曲线231-234的曲线图201。图示201还示出了燃料量引入240的时间曲线。
下文将参照图1和2来描述根据本发明的燃料喷射器的致动。在操作中，晶体管116被致动以使得端子112接地。如果在燃料喷射器110中存在剩余磁化，则电流231现在将流过燃料喷射器110，如箭头120所示。该电流231在大约50-100μs的相对短的时间间隔Ta（测量阶段）内被获取并被分析，以便确定燃料喷射器110的磁化状态。
在测量阶段Ta之后，在端子114处接通增加的电压（升压电压），以便启动燃料喷射器110的打开程序。该电压脉冲的持续时间被确定为根据所确定的磁化状态而变化，使得根据需要考虑剩余磁化并且实现预定的喷射量。该持续时间是间接确定的，例如，通过使用动态峰值电流值I2。在这种情况下，测量流过磁线圈驱动器的电流232，并且当其在时刻T2达到给定的峰值电流值I2时，端子114处的电压被切换到较低的电压（被称为保持电压），使得燃料喷射器110保持打开达限定的时间。峰值电流值I2被确定为根据在测量阶段期间测量的电流231变化。测量电流231的斜率和/或最大值I1在这里特别地用于确定峰值电流值I2。
在时间T2之后，线圈电流233在保持阶段期间略微下降，并且线圈电流234在切断保持电压之后急剧下降。
曲线240示出了每单位时间的燃料喷射量的曲线图。燃料量喷射率在时间T2之前不久开始增加，并且在保持阶段结束之前不久达到最大值，该最大值被维持一段时间。 此后燃料量喷射率240再次下降。
总的来说，根据本发明，在随后的喷射期间，考虑例如由先前不久进行的喷射程序引起的并且尚未耗散的剩余磁化，以便实现精确的喷射量。
附图标记列表
100 电路图
110燃料喷射器
112端子
114端子
116 晶体管
118 二极管
120 箭头
201 曲线图
231 电流曲线
232 电流曲线
233 电流曲线
234 电流曲线
I1电流值
I2 电流值
Ta 测量间隔
Ti 致动时间
T2 时间。

Claims (8)

1.一种用于致动用于机动车辆的内燃机的燃料喷射器的方法，所述燃料喷射器包括磁线圈驱动器，其中，所述燃料喷射器包括第一端子和第二端子，其中，所述第一端子能够经由开关元件接地，并且其中，所述第二端子接地，所述方法包括：
致动所述开关元件以便使所述第一端子接地；
获取流过所述磁线圈驱动器的电流的电流强度的时间曲线；以及
向所述磁线圈驱动器施加电压脉冲以便启动所述燃料喷射器的打开程序，
其中，所述电压脉冲的持续时间被确定为根据所获取的所述电流强度的时间曲线而变化。
2.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述第二端子通过二极管接地。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电压脉冲在流过所述磁线圈驱动器的电流的电流强度达到限定值的时刻结束。
4.根据前述权利要求所述的方法，其中，所述限定值被确定为根据所获取的所述电流强度的时间曲线而变化。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述开关元件具有晶体管。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，在确定所述电压脉冲的持续时间时考虑所述电流强度的斜率和/或幅值。
7.一种用于车辆的发动机控制器，所述发动机控制器被构造成使用前述权利要求中任一项所述的方法。
8.一种计算机程序，所述计算机程序被构造成当其由处理器执行时，所述计算机程序执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
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