QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGENCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS
Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/955,942, die am 20. März 2014 eingereicht wurde und der vorläufigen US-Anmeldung mit der Nummer 61/968,001, die am 20. März 2014 eingereicht wurde, wobei der Offenbarungsgehalt von beiden hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.This application claims the benefit of US Provisional Application No. 61 / 955,942, filed March 20, 2014, and US Provisional Application No. 61 / 968,001, filed Mar. 20, 2014, the disclosure is hereby incorporated by reference both of which are incorporated herein by reference.
TECHNISCHES GEBIETTECHNICAL AREA
Diese Offenbarung betrifft durch Solenoide aktivierte Aktoren.This disclosure relates to solenoids activated actuators.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Die Aussagen in diesem Abschnitt stellen nur Hintergrundinformationen mit Bezug auf die vorliegende Offenbarung bereit. Folglich sind diese Aussagen nicht dazu gedacht, eine Anerkennung des Standes der Technik zu bilden.The statements in this section provide only background information related to the present disclosure. Consequently, these statements are not intended to constitute acknowledgment of the state of the art.
Solenoidaktoren können verwendet werden, um Fluide (Flüssigkeiten und Gase) zu steuern, oder zum Positionieren oder für Steuerungsfunktionen. Ein typisches Beispiel für einen Solenoidaktor ist das Kraftstoffeinspritzventil. Kraftstoffeinspritzventile werden verwendet, um druckbeaufschlagten Kraftstoff in einen Krümmer, einen Ansaugkanal oder direkt in einen Brennraum einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Bekannte Kraftstoffeinspritzventile umfassen elektromagnetisch aktivierte Solenoidvorrichtungen, die mechanische Federn überwinden, um ein Ventil zu öffnen, das sich an einer Spitze des Einspritzventils befindet, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu ermöglichen. Einspritzventil-Treiberschaltungen steuern einen elektrischen Stromfluss an die elektromagnetisch aktivierten Solenoidvorrichtungen, um die Einspritzventile zu öffnen und zu schließen. Einspritzventil-Treiberschaltungen können in einer Spitzenwert-und-Halten-Steuerungskonfiguration oder in einer Konfiguration mit einer Schaltersättigung betrieben werden.Solenoid actuators can be used to control fluids (liquids and gases), or for positioning or control functions. A typical example of a solenoid actuator is the fuel injector. Fuel injectors are used to inject pressurized fuel into a manifold, intake passage, or directly into a combustion chamber of an internal combustion engine. Known fuel injectors include electromagnetically activated solenoid devices that overcome mechanical springs to open a valve located at a tip of the injector to allow fuel flow therethrough. Injector driver circuits control electrical current flow to the solenoid activated solenoid devices to open and close the injectors. Injector driver circuits may operate in a peak and hold control configuration or in a switch saturation configuration.
Kraftstoffeinspritzventile werden kalibriert, wobei eine Kalibrierung ein Einspritzventil-Aktivierungssignal umfasst, das eine Geöffnetzeit des Einspritzventils oder eine Zeitdauer der Einspritzung und eine entsprechende dosierte oder gelieferte eingespritzte Kraftstoffmasse bei einem Betrieb mit einem vorbestimmten oder bekannten Kraftstoffdruck enthält. Der Betrieb des Einspritzventils kann mit Hilfe einer pro Kraftstoffeinspritzereignis eingespritzten Kraftstoffmasse in Bezug auf die Zeitdauer der Einspritzung charakterisiert werden. Die Charakterisierung des Einspritzventils umfasst eine dosierte Kraftstoffströmung über einen Bereich zwischen einer hohen Strömungsrate, die mit einem Kraftmaschinenbetrieb mit hoher Drehzahl und hoher Last verbunden ist, und einer niedrigen Strömungsrate, die mit Leerlaufbedingungen der Kraftmaschine verbunden ist.Fuel injectors are calibrated, wherein a calibration includes an injector activation signal that includes an open time of the injector or a duration of injection and a corresponding metered or delivered injected fuel mass when operating at a predetermined or known fuel pressure. The operation of the injector may be characterized by a fuel mass injected per one fuel injection event with respect to the duration of the injection. The characterization of the injector includes metered fuel flow over a range between a high flow rate associated with high speed, high load engine operation and a low flow rate associated with engine idle conditions.
Es ist bekannt, dass eine Kraftmaschinensteuerung vom Einspritzen mehrerer kleiner eingespritzter Kraftstoffmassen in schneller Folge profitieren kann. Im Allgemeinen führen, wenn eine Verweilzeit zwischen aufeinanderfolgenden Einspritzereignissen kleiner als ein Verweilzeit-Schwellenwert ist, eingespritzte Kraftstoffmassen von aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen oft zu einer größeren gelieferten Menge als gewünscht, obwohl gleiche Einspritzzeitdauern benutzt werden. Folglich können derartige nachfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse instabil werden, was zu einer nicht akzeptablen Wiederholbarkeit führt. Dieses ungewünschte Auftreten ist auf das Vorhandensein eines Restmagnetflusses im Kraftstoffeinspritzventil zurückzuführen, der durch das vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignis erzeugt wird und der für das unmittelbar nachfolgende Kraftstoffeinspritzereignis eine gewisse Unterstützung bietet. Der Restmagnetfluss wird in Ansprechen auf persistente Wirbelströme und eine magnetische Hysterese im Kraftstoffeinspritzventil als Folge einer Verschiebung der Raten der eingespritzten Kraftstoffmassen erzeugt, welche unterschiedliche anfängliche Magnetflusswerte benötigen. Es ist ferner bekannt, ein Prellen des Ankers zu steuern, nachdem sich das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen hat, indem sukzessive unidirektionale positive Stromimpulse angelegt werden. Obwohl die unidirektionalen positiven Stromimpulse allgemein ein Steuern des Prellens eines Ankers bewirken, ist es bekannt, dass sie zu dem Vorhandensein eines Restflusses im stationären Zustand führen.It is well known that engine control can benefit from injecting a number of small injected fuel masses in rapid succession. In general, when a dwell time between successive injection events is less than a dwell threshold, injected fuel masses of successive fuel injection events often result in a larger delivered amount than desired, although equal injection durations are used. Consequently, such subsequent fuel injection events may become unstable, resulting in unacceptable repeatability. This undesirable occurrence is due to the presence of residual magnetic flux in the fuel injector, which is generated by the previous fuel injection event and which provides some support for the immediately following fuel injection event. Residual magnetic flux is generated in response to persistent eddy currents and magnetic hysteresis in the fuel injector as a result of a shift in the rates of injected fuel masses that require different initial magnetic flux values. It is also known to control bouncing of the armature after the fuel injector has closed by applying successive unidirectional positive current pulses. Although the unidirectional positive current pulses generally act to control the bounce of an armature, it is known that they lead to the presence of a steady state steady state flux.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Ein elektromagnetisches Betätigungssystem umfasst eine elektrische Spule, einen Magnetkern, einen Anker, eine steuerbare bidirektionale Treiberschaltung zum selektiven Treiben eines Stroms durch die Spule in eine von zwei Richtungen, und ein Steuerungsmodul, das einen Aktorbefehl an die Treiberschaltung liefert. Wenn eine Betätigung gewünscht wird, wird Strom durch die elektrische Spule in eine erste Richtung getrieben. Wenn die Betätigung nicht gewünscht wird, wird Strom durch die elektrische Spule in eine zweite Richtung getrieben, der ausreicht, um einen Restfluss in dem Aktor unter ein Niveau zu verringern, das in dem Aktor bei einem Spulenstrom von Null auf passive Weise erreicht wird.An electromagnetic actuator system includes an electrical coil, a magnetic core, an armature, a controllable bi-directional driver circuit for selectively driving a current through the coil in one of two directions, and a control module providing an actuator command to the driver circuit. When actuation is desired, current is forced through the electrical coil in a first direction. When the actuation is not desired, current is driven through the electrical coil in a second direction sufficient to reduce residual flux in the actuator below a level that is achieved in the actuator at a zero coil current in a passive manner.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Nun wird eine oder werden mehrere Ausführungsformen anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:One or more embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
1-1 eine schematische Schnittansicht eines Kraftstoffeinspritzventils und eines Aktivierungscontrollers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-1 a schematic sectional view of a fuel injection valve and an activation controller in accordance with the present disclosure illustrated;
1-2 eine schematische Schnittansicht des Aktivierungscontrollers 1-1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-2 a schematic sectional view of the activation controller 1-1 illustrated in accordance with the present disclosure;
1-3 eine schematische Schnittansicht eines Einspritzventil-Treibers von 1-1 und 1-2 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 1-3 a schematic sectional view of an injection valve driver of 1-1 and 1-2 illustrated in accordance with the present disclosure;
2 eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung von Profilen eines unidirektionalen Stromflusses und eines Magnetflusses in einem Kraftstoffeinspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzereignis ohne ein Flussrücksetzereignis in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 2 illustrate a non-limiting exemplary record of profiles of unidirectional current flow and magnetic flux in a fuel injection valve for a fuel injection event without a flow reset event in accordance with the present disclosure;
3 eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung von Profilen eines Stromflusses und eines Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 2 unter Verwendung eines Flussrücksetzereignisses, um einen Restfluss auf Null zu verringern, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; 3 a non-limiting exemplary record of profiles of current flow and magnetic flux for the fuel injection event of FIG 2 using a flow reset event to reduce residual flux to zero, illustrated in accordance with the present disclosure;
4 eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung von Profilen eines Stromflusses und eines Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 2 unter Verwendung eines Flussrücksetzereignisses, das eingeleitet wird, nachdem sich das Kraftstoffeinspritzventil schließt, um einen Restfluss auf Null zu verringern, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht; und 4 a non-limiting exemplary record of profiles of current flow and magnetic flux for the fuel injection event of FIG 2 using a flow reset event initiated after the fuel injector closes to reduce residual flow to zero, in accordance with the present disclosure; and
5 eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung von Profilen eines Stromflusses und eines Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 4 unter Verwendung einer bidirektionalen Ankerprellsteuerung und einer Resfflussreduktionsstrategie in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht. 5 a non-limiting exemplary record of profiles of current flow and magnetic flux for the fuel injection event of FIG 4 using bidirectional bounce bounce control and a flux reduction strategy in accordance with the present disclosure.
GENAUE BESCHREIBUNGPRECISE DESCRIPTION
Diese Offenbarung beschreibt die Konzepte des gegenwärtig beanspruchten Gegenstands mit Bezug auf eine beispielhafte Anwendung auf Kraftstoffeinspritzventile mit linearer Bewegung. Jedoch kann der beanspruchte Gegenstand weiter gefasst auf beliebige lineare oder nichtlineare elektromagnetische Aktoren angewendet werden, die eine elektrische Spule verwenden, um ein Magnetfeld in einen magnetischen Kern zu induzieren, was dazu führt, dass eine Anziehungskraft auf einen beweglichen Anker wirkt. Typische Beispiele umfassen Fluidsteuerungssolenoide, Benzin- oder Diesel- oder CNG-Kraftstoffeinspritzventile, die in Brennkraftmaschinen eingesetzt werden, und nichtfluidische Solenoidaktoren zur Positionierung und zur Steuerung.This disclosure describes the concepts of the presently claimed subject matter with reference to an exemplary application to linear motion fuel injectors. However, the claimed subject matter may be broadly applied to any linear or nonlinear electromagnetic actuators that use an electrical coil to induce a magnetic field in a magnetic core, causing an attractive force to act on a movable armature. Typical examples include fluid control solenoids, gasoline or diesel or CNG fuel injectors used in internal combustion engines, and non-fluid solenoid actuators for positioning and control.
Nun mit Bezug auf die Zeichnungen, in denen das Gezeigte nur zum Zweck der Veranschaulichung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen und nicht zum Zweck, diese einzuschränken, gedacht ist, veranschaulicht 1-1 auf schematische Weise eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform eines elektromagnetisch aktivierten Kraftstoffeinspritzventils 10 für Direkteinspritzung. Obwohl in der veranschaulichten Ausführungsform ein elektromagnetisch aktiviertes Kraftstoffeinspritzventil für Direkteinspritzung dargestellt ist, kann ein Kraftstoffeinspritzventil für Ansaugkanaleinspritzung gleichermaßen verwendet werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 ist ausgestaltet, um Kraftstoff direkt in einen Brennraum 100 einer Brennkraftmaschine einzuspritzen. Zur Steuerung der Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 ist ein Aktivierungscontroller 80 mit diesem elektrisch wirksam verbunden. Der Aktivierungscontroller 80 entspricht nur dem Kraftstoffeinspritzventil 10. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der Aktivierungscontroller 80 ein Steuerungsmodul 60 und einen Einspritzventil-Treiber 50. Das Steuerungsmodul 60 ist mit dem Einspritzventil-Treiber 50 elektrisch wirksam verbunden, der wiederum mit dem Kraftstoffeinspritzventil 10 zur Steuerung der Aktivierung desselben elektrisch wirksam verbunden ist. Das Kraftstoffeinspritzventil 10, das Steuerungsmodul 60 und der Einspritzventil-Treiber 50 können beliebige geeignete Vorrichtungen sein, die ausgestaltet sind, um wie hier beschrieben zu arbeiten. In veranschaulichten Ausführungsformen umfasst das Steuerungsmodul 60 eine Verarbeitungsvorrichtung. Bei einer Ausführungsform ist eine oder sind mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in eine Verbindungsanordnung 36 des Kraftstoffeinspritzventils 36 integriert. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine oder sind mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 in einen Körper 12 des Kraftstoffeinspritzventils 10 integriert. Bei noch einer weiteren Ausführungsform befinden sich eine oder mehrere Komponenten des Aktivierungscontrollers 80 außerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 – und in direkter Nähe dazu – und sie sind mit der Verbindungsanordnung 36 über ein oder mehrere Kabel und/oder Drähte elektrisch wirksam verbunden. Die Ausdrücke ”Kabel” und ”Draht” werden hier austauschbar verwendet, um eine Übertragung von elektrischer Leistung und/oder eine Übertragung von elektrischen Signalen bereitzustellen.Referring now to the drawings, wherein the illustrated is intended only for the purpose of illustrating certain example embodiments and not for the purpose of limiting the same 1-1 schematically a non-limiting example embodiment of an electromagnetically activated fuel injection valve 10 for direct injection. Although in the illustrated embodiment, an electromagnetically activated direct injection fuel injection valve is illustrated, an intake port injection fuel injection valve may equally be used. The fuel injector 10 is designed to fuel directly into a combustion chamber 100 to inject an internal combustion engine. To control the activation of the fuel injection valve 10 is an activation controller 80 electrically connected to this. The activation controller 80 corresponds only to the fuel injection valve 10 , In the illustrated embodiment, the activation controller includes 80 a control module 60 and an injector driver 50 , The control module 60 is with the injector driver 50 electrically connected, in turn, with the fuel injection valve 10 is operatively connected to control the activation thereof. The fuel injector 10 , the control module 60 and the injector driver 50 may be any suitable devices designed to operate as described herein. In illustrated embodiments, the control module comprises 60 a processing device. In one embodiment, one or more components of the activation controller 80 in a connection arrangement 36 of the fuel injection valve 36 integrated. In another embodiment, one or more components of the activation controller 80 in a body 12 of the fuel injection valve 10 integrated. In yet another embodiment, one or more components of the activation controller are located 80 outside the fuel injection valve 10 - and in the immediate vicinity - and they are with the connection arrangement 36 electrically connected via one or more cables and / or wires. The terms "cable" and "wire" are used interchangeably herein to refer to a To provide transmission of electrical power and / or transmission of electrical signals.
Steuerungsmodul, Modul, Steuerung, Controller, Steuerungseinheit, Prozessor und ähnliche Begriffe bezeichnen eine beliebige oder verschiedene Kombinationen aus einem oder mehreren anwendungsspezifischen integrierten Schaltungen (ASICs), elektronischen Schaltungen, zentralen Verarbeitungseinheiten (vorzugsweise Mikroprozessoren) und zugehörigem Arbeitsspeicher und Massenspeicher (Festwertspeicher, programmierbarer Festwertspeicher, Speicher mit wahlfreiem Zugriff, Festplattenlaufwerk usw.), die ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme oder Routinen ausführen, kombinatorischen Logikschaltungen, Eingabe/Ausgabe-Schaltungen und -Vorrichtungen, geeigneten Signalaufbereitungs- und Pufferschaltungen und andere Komponenten zum Bereitstellen der beschriebenen Funktionalität. Software, Firmware, Programme, Anweisungen, Routinen, Code, Algorithmen und ähnliche Begriffe bezeichnen beliebige Anweisungssätze mit Kalibrierungen und Nachschlagetabellen. Das Steuerungsmodul weist einen Satz von Steuerungsroutinen auf, die ausgeführt werden, um die gewünschten Funktionen bereitzustellen. Routinen werden ausgeführt, beispielsweise von einer zentralen Verarbeitungseinheit, und können betrieben werden, um Eingaben von Erfassungsvorrichtungen und anderen Netzwerksteuerungsmodulen zu überwachen und um Steuerungs- und Diagnoseroutinen zum Steuern des Betriebs von Aktoren auszuführen. Routinen können in regelmäßigen Intervallen ausgeführt werden, beispielsweise alle 3,125, 6,25, 12,5, 25 und 100 Millisekunden während eines fortlaufenden Betriebs der Kraftmaschine und des Fahrzeugs. Alternativ können Routinen in Ansprechen auf das Auftreten eines Ereignisses ausgeführt werden.Control module, module, controller, controller, controller, processor, and similar terms refer to any or various combinations of one or more application specific integrated circuits (ASICs), electronic circuits, central processing units (preferably microprocessors) and associated random access memory and mass storage (read only memory, programmable read only memory) , Random access memory, hard disk drive, etc.) running one or more software or firmware programs or routines, combinatorial logic circuits, input / output circuits and devices, suitable signal conditioning and buffer circuits, and other components to provide the described functionality , Software, firmware, programs, instructions, routines, code, algorithms, and similar terms refer to any set of instructions including calibrations and look-up tables. The control module has a set of control routines that are executed to provide the desired functions. Routines are executed, for example, by a central processing unit, and may be operated to monitor inputs from sensing devices and other network control modules, and to perform control and diagnostic routines for controlling the operation of actuators. Routines may be executed at regular intervals, for example, every 3.125, 6.25, 12.5, 25, and 100 milliseconds during ongoing engine and vehicle operation. Alternatively, routines may be executed in response to the occurrence of an event.
Allgemein kann ein Anker entweder in eine betätigte Position oder in eine statische oder Ruheposition gesteuert werden. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine beliebige geeignete diskrete Kraftstoffeinspritzvorrichtung sein, die entweder in eine offene (betätigte) Position oder eine geschlossene (statische oder ruhende) Position gesteuert werden kann. Bei einer Ausführungsform umfasst das Kraftstoffeinspritzventil 10 einen zylinderförmigen Hohlkörper 12, der eine Längsachse 101 definiert. Ein Kraftstoffeinlass 15 ist an einem ersten Ende 14 des Körpers 12 angeordnet, und eine Kraftstoffdüse 28 (die Kraftstoffdüse kann eine einzige Öffnung sein oder im Fall eines kugelförmigen Ventils mehrere Löcher umfassen) ist an einem zweiten Ende 16 des Körpers 12 angeordnet. Der Kraftstoffeinlass 15 ist mit einem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 fluidtechnisch gekoppelt, das mit einer Hochdruck-Einspritzpumpe fluidtechnisch gekoppelt ist. Eine Ventilanordnung 18 ist dem Körper 12 enthalten und umfasst ein Nadelventil 20, eine federbetätigte Düsennadel 22 und einen Ankerabschnitt 21. Das Nadelventil 20 sitzt eingreifend in der Kraftstoffdüse 28, um eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu steuern. Obwohl die veranschaulichte Ausführungsform ein dreieckig geformtes Nadelventil 20 darstellt, können andere Ausführungsformen eine Kugel verwenden. Bei einer Ausführungsform ist der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 starr gekoppelt und zu einer linearen Verschiebung als Einheit zusammen mit der Düsennadel 22 und dem Nadelventil 20 in erste bzw. zweite Richtungen 81, 82 ausgestaltet. Bei einer anderen Ausführungsform kann der Ankerabschnitt 21 mit der Düsennadel 22 verschiebbar gekoppelt sein. Beispielsweise kann der Ankerabschnitt 21 in die erste Richtung 81 verschoben werden, bis er durch einen Düsennadelanschlag gestoppt wird, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Analog kann der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 unabhängig von der Düsennadel 22 verschoben werden, bis er einen Düsennadelanschlag kontaktiert, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist. Bei einem Kontakt mit dem Düsennadelanschlag, der an der Düsennadel 22 starr angebracht ist, bewirkt die Kraft des Ankerabschnitts 21, dass die Düsennadel 22 zusammen mit dem Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird. Der Ankerabschnitt 21 kann Vorsprünge zum Eingriff mit verschiedenen Anschlägen innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 enthalten.Generally, an anchor can be controlled to either an actuated position or a static or rest position. The fuel injector 10 may be any suitable discrete fuel injector that can be controlled to either an open (actuated) position or a closed (static or stationary) position. In one embodiment, the fuel injection valve comprises 10 a cylindrical hollow body 12 , which is a longitudinal axis 101 Are defined. A fuel inlet 15 is at a first end 14 of the body 12 arranged, and a fuel nozzle 28 (the fuel nozzle may be a single or, in the case of a spherical valve, multiple holes) is at a second end 16 of the body 12 arranged. The fuel inlet 15 is with a high pressure fuel rail 30 fluidly coupled, which is fluidly coupled to a high-pressure injection pump. A valve arrangement 18 is the body 12 included and includes a needle valve 20 , a spring-operated nozzle needle 22 and an anchor section 21 , The needle valve 20 sits engaging in the fuel nozzle 28 to control fuel flow therethrough. Although the illustrated embodiment is a triangular shaped needle valve 20 For example, other embodiments may use a ball. In one embodiment, the anchor portion is 21 with the nozzle needle 22 rigidly coupled and to a linear displacement as a unit together with the nozzle needle 22 and the needle valve 20 in first or second directions 81 . 82 designed. In another embodiment, the anchor portion 21 with the nozzle needle 22 be slidably coupled. For example, the anchor section 21 in the first direction 81 until it is stopped by a jet needle stopper attached to the nozzle needle 22 is rigidly attached. Analogously, the anchor section 21 in the second direction 82 independent of the nozzle needle 22 be moved until it contacts a nozzle needle stop, which at the nozzle needle 22 is rigidly attached. When in contact with the nozzle needle stop, on the nozzle needle 22 rigidly attached, causes the force of the anchor section 21 that the nozzle needle 22 together with the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed. The anchor section 21 can projections for engagement with various stops within the fuel injection valve 10 contain.
Eine Anordnung 24 mit einem ringförmigen Elektromagneten, die eine elektrische Spule und einen Magnetkern umfasst, ist zum magnetischen Eingriff mit dem Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung ausgestaltet. Die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern ist zu Veranschaulichungszwecken so dargestellt, dass sie sich außerhalb des Körpers des Kraftstoffeinspritzventils befindet; jedoch sind Ausführungsformen hier darauf gerichtet, dass die Anordnung 24 mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern entweder in das Kraftstoffeinspritzventil 10 fest eingebaut oder darin integriert sind. Die elektrische Spule ist auf den Magnetkern gewickelt und enthält Anschlüsse zum Empfang von elektrischem Strom vom Einspritzventil-Treiber 50. Hier nachstehend wird die ”Anordnung mit der elektrischen Spule und dem Magnetkern” einfach als ”elektrische Spule 24” bezeichnet werden. Wenn die elektrische Spule 24 deaktiviert und nicht erregt ist, drückt die Feder 26 die Ventilanordnung 18 einschließlich des Nadelventils 20 in die erste Richtung 81 zu der Kraftstoffdüse 28 hin, um das Nadelventil 20 zu schließen und eine Kraftstoffströmung dort hindurch zu verhindern. Wenn die elektrische Spule 24 aktiviert und erregt ist, wirkt eine elektromagnetische Kraft (hier nachstehend ”Magnetkraft”) auf den Ankerabschnitt 21 ein, um die von der Feder 26 ausgeübte Federkraft zu überwinden, und drückt die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82, wodurch das Nadelventil 20 von der Kraftstoffdüse 28 weg bewegt wird und das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff innerhalb der Ventilanordnung 18 durch die Kraftstoffdüse 28 ermöglicht wird. Eine Suchspule 25 ist mit der elektrischen Spule 24 gegenseitig gekoppelt und ist vorzugsweise axial oder radial benachbart zu der Spule 24 gewickelt. Die Suchspule 25 wird als Erfassungsspule verwendet. Das Kraftstoffeinspritzventil 10 kann eine Anhaltevorrichtung 29 umfassen, die mit der Ventilanordnung 18 interagiert, um eine Verschiebung der Ventilanordnung 18 zu stoppen, wenn diese zum Öffnen gezwungen wird. Bei einer Ausführungsform ist ein Drucksensor 32 ausgestaltet, um einen Kraftstoffdruck 34 in dem Hochdruck-Kraftstoffverteilerrohr 30 in der Nähe des Kraftstoffeinspritzventils 10, vorzugsweise stromaufwärts zu dem Kraftstoffeinspritzventil 10, zu beschaffen. Bei einer anderen Ausführungsform kann ein Drucksensor 32' in den Einlass 15 des Kraftstoffeinspritzventils integriert sein, anstelle des Drucksensors 32 im Kraftstoffverteilerrohr 30 oder in Kombination mit dem Drucksensor. In der in 1-1 veranschaulichten Ausführungsform ist das Kraftstoffeinspritzventil 10 nicht auf die räumliche und geometrische Anordnung der hier beschriebenen Merkmale begrenzt, und es kann zusätzliche Merkmale und/oder andere räumliche und geometrische Anordnungen umfassen, die in der Technik bekannt sind, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zwischen offenen und geschlossenen Positionen zu betreiben, um die Zufuhr von Kraftstoff an die Kraftmaschine 100 zu steuern.An arrangement 24 with an annular electromagnet comprising an electric coil and a magnetic core is for magnetic engagement with the anchor portion 21 designed the valve assembly. The order 24 with the electric coil and the magnetic core is shown as being outside the body of the fuel injection valve for illustrative purposes; However, embodiments are directed here that the arrangement 24 with the electric coil and the magnetic core either in the fuel injection valve 10 permanently installed or integrated therein. The electric coil is wound on the magnetic core and includes terminals for receiving electrical power from the injector driver 50 , Hereinafter, the "electrical coil and magnetic core assembly" will be referred to simply as "electrical coil 24 Be designated. When the electric coil 24 deactivated and not energized, presses the spring 26 the valve assembly 18 including the needle valve 20 in the first direction 81 to the fuel nozzle 28 towards the needle valve 20 close and prevent fuel flow therethrough. When the electric coil 24 is activated and energized, an electromagnetic force (hereinafter "magnetic force") acts on the armature section 21 a, to that of the spring 26 overcome applied spring force, and pushes the valve assembly 18 in the second direction 82 , causing the needle valve 20 from the fuel nozzle 28 is moved away and the flow of pressurized fuel within the valve assembly 18 through the fuel nozzle 28 is possible. A search coil 25 is with the electric coil 24 is mutually coupled and is preferably axially or radially adjacent to the coil 24 wound. The search coil 25 is used as a detection coil. The fuel injector 10 can be a stopping device 29 include that with the valve assembly 18 interacts to shift the valve assembly 18 to stop when forced to open. In one embodiment, a pressure sensor is 32 designed to provide a fuel pressure 34 in the high pressure fuel rail 30 near the fuel injection valve 10 , preferably upstream of the fuel injection valve 10 , to get. In another embodiment, a pressure sensor 32 ' in the inlet 15 be integrated with the fuel injection valve, instead of the pressure sensor 32 in the fuel rail 30 or in combination with the pressure sensor. In the in 1-1 illustrated embodiment is the fuel injection valve 10 is not limited to the spatial and geometric arrangement of the features described herein, and may include additional features and / or other spatial and geometric arrangements known in the art to the fuel injector 10 operate between open and closed positions to increase the supply of fuel to the engine 100 to control.
Das Steuerungsmodul 60 erzeugt ein Einspritzventil-Befehlssignal (einen Aktorbefehl) 52, das den Einspritzventil-Treiber 50 steuert, welcher das Kraftstoffeinspritzventil 10 in die offene Position aktiviert, um ein Kraftstoffeinspritzereignis zu bewirken. In der veranschaulichten Ausführungsform kommuniziert das Steuerungsmodul 60 mit einem oder mehreren externen Steuerungsmodulen, etwa mit einem Kraftmaschinensteuerungsmodul (ECM) 5; bei anderen Ausführungsformen kann das Steuerungsmodul 60 jedoch mit dem ECM zusammengebaut sein. Das Einspritzventil-Befehlssignal 52 steht in Korrelation mit einer gewünschten Kraftstoffmasse, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses geliefert werden soll. Analog kann das Einspritzventil-Befehlssignal 52 mit einer gewünschten Kraftstoffströmungsrate in Korrelation stehen, die von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 während des Kraftstoffeinspritzereignisses zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse” die gewünschte Kraftstoffmasse, die der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”gewünschte Kraftstoffströmungsrate” die Rate, mit welcher Kraftstoff der Kraftmaschine durch das Kraftstoffeinspritzventil 10 zugeführt werden soll, um die gewünschte Kraftstoffmasse zu erreichen. Die gewünschte eingespritzte Kraftstoffmasse kann auf einem oder mehreren überwachten Eingabeparametern 51 beruhen, die in das Steuerungsmodul 60 oder das ECM 5 eingegeben werden. Der eine oder die mehreren überwachten Eingabeparameter 51 können eine Bedienerdrehmomentanforderung, einen Krümmerabsolutdruck (MAP), eine Kraftmaschinendrehzahl, eine Kraftmaschinentemperatur, eine Kraftstofftemperatur und eine Umgebungstemperatur, die durch bekannte Verfahren beschafft werden, umfassen, sind aber nicht darauf beschränkt. Der Einspritzventil-Treiber 50 erzeugt ein Einspritzventil-Aktivierungssignal (ein Aktoraktivierungssignal) 75 in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52, um das Kraftstoffeinspritzventil 10 zu aktivieren. Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 steuert einen Stromfluss an die elektrische Spule 24, um eine elektromagnetische Kraft in Ansprechen auf das Einspritzventil-Befehlssignal 52 zu erzeugen. Eine elektrische Leistungsquelle 40 stellt eine Quelle für elektrische DC-Leistung für den Einspritzventil-Treiber 50 bereit. Bei einigen Ausführungsformen stellt die elektrische DC-Leistungsquelle eine Niederspannung bereit, z. B. 12 V, und ein Aufwärtswandler kann verwendet werden, um eine hohe Spannung auszugeben, z. B. 24 V bis 200 V, die dem Einspritzventil-Treiber 50 zugeführt wird. Wenn die elektrische Spule 24 unter Verwendung des Einspritzventil-Aktivierungssignals 75 aktiviert wird, drückt die von dieser erzeugte elektromagnetische Kraft den Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82. Wenn der Ankerabschnitt 21 in die zweite Richtung 82 gedrückt wird, wird folglich bewirkt, dass die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in eine offene Position gedrückt oder verschoben wird, was ermöglicht, dass druckbeaufschlagter Kraftstoff dort hindurch strömt. Der Einspritzventil-Treiber 50 steuert das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 für die elektrische Spule 24 durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, welches beispielsweise einen pulsbreitenmodulierten (PWM) Fluss von elektrischer Leistung umfasst. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, in dem er geeignete Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 erzeugt. Bei Ausführungsformen, die mehrere aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse für einen gegebenen Kraftmaschinenzyklus verwenden, kann ein Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 erzeugt werden, das für jedes der Kraftstoffeinspritzereignisse innerhalb des Kraftmaschinenzyklus festgelegt ist.The control module 60 generates an injector command signal (an actuator command) 52 including the injector driver 50 controls which the fuel injector 10 activated to the open position to effect a fuel injection event. In the illustrated embodiment, the control module communicates 60 with one or more external control modules, such as an engine control module (ECM) 5 ; in other embodiments, the control module 60 however, be assembled with the ECM. The injector command signal 52 is correlated with a desired fuel mass flowing from the fuel injector 10 during the fuel injection event. Analogously, the injector command signal 52 are correlated with a desired fuel flow rate from the fuel injector 10 during the fuel injection event. As used herein, the term "desired injected fuel mass" refers to the desired fuel mass that the engine through the fuel injector 10 should be supplied. As used herein, the term "desired fuel flow rate" refers to the rate at which fuel of the engine is injected through the fuel injector 10 should be supplied to achieve the desired fuel mass. The desired injected fuel mass may be on one or more monitored input parameters 51 based in the control module 60 or the ECM 5 be entered. The one or more monitored input parameters 51 may include, but are not limited to, operator torque request, manifold absolute pressure (MAP), engine speed, engine temperature, fuel temperature, and ambient temperature, which are provided by known methods. The injector driver 50 generates an injector activation signal (an actuator activation signal) 75 in response to the injector command signal 52 to the fuel injector 10 to activate. The injector activation signal 75 controls a current flow to the electric coil 24 to generate an electromagnetic force in response to the injector command signal 52 to create. An electrical power source 40 provides a source of DC electrical power to the injector driver 50 ready. In some embodiments, the DC electric power source provides a low voltage, e.g. 12 V, and a boost converter may be used to output a high voltage, e.g. B. 24V to 200V, the injector driver 50 is supplied. When the electric coil 24 using the injector activation signal 75 is activated, the electromagnetic force generated by this pushes the anchor portion 21 in the second direction 82 , When the anchor section 21 in the second direction 82 is pressed, thus causing the valve assembly 18 in the second direction 82 is pushed or shifted to an open position, allowing pressurized fuel to flow therethrough. The injector driver 50 controls the injector activation signal 75 for the electric coil 24 by any suitable method, including, for example, a pulse width modulated (PWM) flow of electrical power. The injector driver 50 is configured to activate the fuel injection valve 10 in which it receives appropriate injector activation signals 75 generated. In embodiments employing multiple consecutive fuel injection events for a given engine cycle, an injector activation signal may 75 generated for each of the fuel injection events within the engine cycle.
Das Einspritzventil-Aktivierungssignal 75 ist durch eine Einspritzzeitdauer und eine Stromwellenform gekennzeichnet, die einen anfänglichen Spitzenwert-Anzugsstrom und einen sekundären Haltestrom umfasst. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist durch ein stetiges Hochfahren gekennzeichnet, um einen Spitzenwertstrom zu erzielen, welcher wie hier beschrieben gewählt sein kann. Der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erzeugt eine elektromagnetische Kraft, die auf den Ankerabschnitt 21 der Ventilanordnung 18 einwirkt, um die Federkraft zu überwinden und die Ventilanordnung 18 in die zweite Richtung 82 in die offene Position zu drücken, wodurch das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch eingeleitet wird. Wenn der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom erreicht ist, verringert der Einspritzventil-Treiber 50 den Strom in der elektrischen Spule 24 auf den sekundären Haltestrom. Der sekundäre Haltestrom ist durch einen in etwa stationären Strom gekennzeichnet, der niedriger als der anfängliche Spitzenwert-Anzugsstrom ist. Der sekundäre Haltestrom ist ein Stromniveau, das von dem Einspritzventil-Treiber 50 gesteuert wird, um die Ventilanordnung 18 in der offenen Position zu halten, um das Strömen von druckbeaufschlagtem Kraftstoff durch die Kraftstoffdüse 28 hindurch fortzusetzen. Der sekundäre Haltestrom wird vorzugsweise durch ein minimales Stromniveau angezeigt. Wenn sehr kleine Kraftstoffmengen benötigt werden, wird die Wellenform des Aktivierungsstroms ihren Spitzenwert nicht erreichen und die Haltestromphase wird in diesem Fall weggelassen. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist als bidirektionaler Stromtreiber ausgestaltet, der zum Bereitstellen eines negativen Stromflusses zur Entnahme von Strom aus der elektrischen Spule 24 in der Lage ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”negativer Stromfluss”, dass die Richtung des Stromflusses zum Erregen der elektrischen Spule umgedreht wird. Folglich werden die Ausdrücke ”negativer Stromfluss” und ”umgedrehter Stromfluss” hier austauschbar verwendet.The injector activation signal 75 is characterized by an injection period and a current waveform that includes an initial peak pull-in current and a secondary hold-up current. The initial peak pull-up current is characterized by steady startup to achieve a peak current which may be selected as described herein. The initial peak pull-in current generates a electromagnetic force acting on the anchor section 21 the valve assembly 18 acts to overcome the spring force and the valve assembly 18 in the second direction 82 to push into the open position, whereby the flow of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 is initiated through. When the initial peak pull-up current is reached, the injector driver decreases 50 the current in the electric coil 24 on the secondary holding current. The secondary hold current is characterized by an approximately steady state current that is lower than the initial peak pull-up current. The secondary holding current is a current level provided by the injector driver 50 is controlled to the valve assembly 18 in the open position to prevent the passage of pressurized fuel through the fuel nozzle 28 to continue through. The secondary holding current is preferably indicated by a minimum current level. If very small amounts of fuel are needed, the waveform of the activation current will not reach its peak and the holding current phase will be omitted in this case. The injector driver 50 is designed as a bidirectional current driver, which is to provide a negative current flow for removing power from the electrical coil 24 be able to. As used herein, the term "negative current flow" refers to reversing the direction of current flow for energizing the electrical coil. Consequently, the terms "negative current flow" and "reversed current flow" are used interchangeably herein.
Ausführungsformen sind hier auf das Steuern des Kraftstoffeinspritzventils für mehrere Kraftstoffeinspritzereignisse gerichtet, die während eines Kraftmaschinenzyklus dicht aufeinanderfolgen. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Begriff ”dicht aufeinanderfolgend” eine Verweilzeit zwischen jedem aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis, die kleiner als ein vorbestimmter Verweilzeit-Schwellenwert ist. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Verweilzeit” eine Zeitspanne zwischen dem Ende der Einspritzung des ersten Kraftstoffeinspritzereignisses (Aktorereignisses) und dem Start der Einspritzung für ein entsprechendes zweites Kraftstoffeinspritzereignis (Aktorereignis) von jedem aufeinanderfolgenden Paar von Kraftstoffeinspritzereignissen. Der Verweilzeit-Schwellenwert kann so gewählt sein, dass er eine Zeitspanne derart definiert, dass Verweilzeiten, die kleiner als der Verweilzeit-Schwellenwert sind, das Erzeugen einer Instabilität und/oder von Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse anzeigen, die bei jedem der Kraftstoffeinspritzereignisse zugeführt wird. Die Instabilität und/oder die Abweichungen bei der Größe der eingespritzten Kraftstoffmasse können die Reaktion auf das Vorhandensein sekundärer magnetischer Effekte sein. Die sekundären magnetischen Effekte umfassen persistente Wirbelströme und eine magnetische Hysterese innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils und einen darauf beruhenden Restfluss. Die persistenten Wirbelströme und die magnetische Hysterese sind aufgrund von Übergängen bei anfänglichen Flusswerten zwischen den dicht aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen vorhanden. Folglich wird der Verweilzeit-Schwellenwert nicht einen beliebigen festgelegten Wert definiert und die Wahl desselben kann auf einer Kraftstofftemperatur, auf einer Temperatur des Kraftstoffeinspritzventils, auf dem Typ des Kraftstoffeinspritzventils, auf einem Kraftstoffdruck und auf Kraftstoffeigenschaften wie etwa Kraftstofftypen und Kraftstoffmischungen beruhen, ist aber nicht darauf beschränkt. Bei der Verwendung hierin bezeichnet der Ausdruck ”Fluss” einen Magnetfluss, der das Gesamtmagnetfeld angibt, das von der elektrischen Spule 24 erzeugt wird und durch den Ankerabschnitt hindurchgeht. Da die Wicklungen der elektrischen Spule 24 den Magnetfluss in den Magnetkern einkoppeln, kann dieser Fluss daher gleich der Flusskopplung gesetzt werden. Die Flusskopplung beruht außerdem auf der Flussdichte, die durch den Ankerabschnitt hindurchgeht, auf der Oberfläche des Ankerabschnitts benachbart zu dem Luftspalt, und auf der Anzahl der Wicklungen der Spule 24. Folglich werden die Ausdrücke ”Fluss”, ”Magnetfluss” und ”Flusskopplung” hier austauschbar verwendet, sofern es nicht anderweitig angegeben ist.Embodiments herein are directed to controlling the fuel injection valve for a plurality of fuel injection events that closely track one another during an engine cycle. As used herein, the term "closely spaced" refers to a dwell time between each successive fuel injection event that is less than a predetermined dwell threshold. As used herein, the term "dwell time" refers to a period of time between the end of injection of the first fuel injection event (actuator event) and the start of injection for a corresponding second fuel injection event (actuator event) of each successive pair of fuel injection events. The dwell threshold may be selected to define a period of time such that dwell times that are less than the dwell threshold indicate generation of instability and / or variations in injected fuel mass magnitude at each of the fuel injection events is supplied. The instability and / or variations in the size of the injected fuel mass may be the response to the presence of secondary magnetic effects. The secondary magnetic effects include persistent eddy currents and magnetic hysteresis within the fuel injector and residual flow based thereon. Persistent eddy currents and magnetic hysteresis are present due to transitions at initial flow values between the closely spaced fuel injection events. Thus, the dwell threshold is not defined to be any fixed value, and the choice thereof may be based on fuel temperature, fuel injector temperature, fuel injector type, fuel pressure, and fuel properties such as fuel types and fuel blends limited. As used herein, the term "flux" refers to a magnetic flux that indicates the total magnetic field that is from the electrical coil 24 is generated and passes through the anchor portion. Because the windings of the electric coil 24 couple the magnetic flux into the magnetic core, this flux can therefore be set equal to the flux coupling. The flux coupling is also based on the flux density passing through the armature section, on the surface of the armature section adjacent to the air gap, and on the number of turns of the coil 24 , Thus, the terms "flow,""magneticflux," and "flux linkage" are used interchangeably herein, unless otherwise specified.
Bei Kraftstoffeinspritzereignissen, die nicht dicht aufeinanderfolgen, kann unabhängig von der Verweilzeit eine festgelegte Stromwellenform für jedes Kraftstoffeinspritzereignis verwendet werden, weil das erste Kraftstoffeinspritzereignis eines aufeinanderfolgenden Paars wenig Einfluss auf die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses des aufeinanderfolgenden Paars aufweist. Jedoch kann das erste Kraftstoffeinspritzereignis dazu neigen, die zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des zweiten Kraftstoffeinspritzereignisses und/oder von weiteren anschließenden Kraftstoffeinspritzereignissen zu beeinflussen, wenn das erste und zweite Kraftstoffeinspritzereignis dicht aufeinanderfolgen und eine feste Stromwellenform verwendet wird. Jedes Mal, wenn ein Kraftstoffeinspritzereignis durch ein oder mehrere vorhergehende Kraftstoffeinspritzereignisse eines Kraftmaschinenzyklus beeinflusst wird, kann die jeweilige zugeführte eingespritzte Kraftstoffmasse des entsprechenden Kraftstoffeinspritzereignisses zu einer nicht akzeptablen Wiederholbarkeit über den Verlauf von mehreren Kraftmaschinenzyklen hinweg führen, und die aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignisse werden als dicht aufeinanderfolgend betrachtet. Allgemeiner werden alle aufeinanderfolgenden Aktorereignisse, bei denen ein Restfluss von dem vorhergehenden Aktorereignis das Verhalten des nachfolgenden Aktorereignisses relativ zu einem Standard beeinflusst, beispielsweise relativ zu einem Verhalten in Abwesenheit des Restflusses, als dicht aufeinanderfolgend betrachtet.For fuel injection events that are not close in sequence, regardless of dwell time, a fixed current waveform may be used for each fuel injection event because the first fuel injection event of a consecutive pair has little impact on the injected fuel mass input of the second fuel injection event of the consecutive pair. However, the first fuel injection event may tend to affect the injected fuel mass of the second fuel injection event and / or subsequent fuel injection events when the first and second fuel injection events are close to each other and a fixed current waveform is used. Each time a fuel injection event is affected by one or more previous fuel injection events of an engine cycle, the respective injected fuel mass of the corresponding fuel injection event may result in unacceptable repeatability over the course of multiple engine cycles, and the consecutive fuel injection events are considered to be tightly sequential. More generally, all successive actuator events in which a residual flow from the previous actuator event is the behavior of the subsequent actuator event relative to a Standard, for example, relative to behavior in the absence of residual flux, is considered to be tightly sequential.
Beispielhafte Ausführungsformen sind ferner auf das Bereitstellen von Rückmeldungssignalen 42 von dem Kraftstoffeinspritzventil 10 an den Aktivierungscontroller 80 gerichtet. Wie nachstehend in größerem Detail erörtert wird, können Sensorvorrichtungen in das Kraftstoffeinspritzventil 10 integriert sein, um verschiedene Kraftstoffeinspritzventilparameter zu messen, um die Flusskopplung der elektrischen Spule 24, die Spannung der elektrischen Spule 24 und den Strom, der an die elektrische Spule 24 geliefert wird, zu beschaffen. Ein Stromsensor kann an einer Stromflussstrecke zwischen dem Aktivierungscontroller 80 und dem Kraftstoffeinspritzventil bereitgestellt sein, um den Strom zu messen, der an die elektrische Spule 24 geliefert wird, oder der Stromsensor kann in das Kraftstoffeinspritzventil 10 an der Stromflussstrecke integriert sein. Die über die Rückmeldungssignale 42 bereitgestellten Parameter des Kraftstoffeinspritzventils können die Flusskopplung, die Spannung und den Strom umfassen, die von entsprechenden Sensorvorrichtungen, die in das Kraftstoffeinspritzventil 10 eingebaut sind, direkt gemessen werden. Zusätzlich oder alternativ können die Kraftstoffeinspritzventilparameter Stellvertreter umfassen, die über die Rückmeldungssignale 42 für das Steuerungsmodul 60 bereitgestellt und von diesem verwendet werden, um die Flusskopplung, den Magnetfluss, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu schätzen. Wenn das Steuerungsmodul 60 über eine Rückmeldung der Flusskopplung der elektrischen Spule 24, der Spannung der elektrischen Spule 24 und des Stroms, der an die elektrische Spule 24 geliefert wird, verfügt, kann es das Aktivierungssignal 75 für das Kraftstoffeinspritzventil 10 für mehrere aufeinanderfolgende Einspritzereignisse in vorteilhafter Weise modifizieren. Es versteht sich, dass herkömmliche Kraftstoffeinspritzventile durch einen Betrieb mit offenem Regelkreis gesteuert werden, der nur auf einer gewünschten Stromwellenform beruht, die aus Nachschlagetabellen erhalten wird, ohne irgendwelche Informationen mit Bezug auf die krafterzeugende Komponente der Flusskopplung (z. B. des Magnetflusses), die eine Bewegung des Ankerabschnitts 21 bewirkt. Als Folge sind herkömmliche Vorsteuerungs-Kraftstoffeinspritzventile, die nur den Stromfluss zum Steuern des Kraftstoffeinspritzventils berücksichtigen, anfällig für eine Instabilität bei aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignissen, die dicht aufeinanderfolgen.Exemplary embodiments are further directed to providing feedback signals 42 from the fuel injection valve 10 to the activation controller 80 directed. As will be discussed in greater detail below, sensor devices may be incorporated into the fuel injector 10 be integrated to measure various fuel injector parameters to the flux coupling of the electric coil 24 , the voltage of the electric coil 24 and the current connected to the electric coil 24 is to be procured. A current sensor may be connected to a current flow path between the activation controller 80 and the fuel injector to measure the current flowing to the electrical coil 24 is delivered, or the current sensor can be in the fuel injection valve 10 be integrated at the current flow path. The over the feedback signals 42 Provided parameters of the fuel injection valve may include the flux linkage, the voltage and the current supplied by respective sensor devices connected to the fuel injector 10 are built in, can be measured directly. Additionally or alternatively, the fuel injector parameters may include proxies responsive to the feedback signals 42 for the control module 60 be provided and used by the flux link, the magnetic flux, the voltage and the current within the fuel injection valve 10 appreciate. If the control module 60 via a feedback of the flux coupling of the electric coil 24 , the voltage of the electric coil 24 and the current connected to the electric coil 24 is delivered, it can be the activation signal 75 for the fuel injection valve 10 for several consecutive injection events advantageously. It will be understood that conventional fuel injectors are controlled by open loop operation based only on a desired current waveform obtained from look-up tables without any information related to the force-generating component of the flux coupling (eg, magnetic flux). the one movement of the anchor section 21 causes. As a result, conventional pilot fuel injection valves that only account for the flow of current to control the fuel injector are susceptible to instability in successive fuel injection events that are close in sequence.
Es ist bekannt, dass, wenn der Einspritzventil-Treiber 50 einen Strom nur unidirektional in eine positive erste Richtung liefert, um die elektrische Spule 24 zu erregen, das Absenken des Stroms, so dass er stabil bei Null bleibt, dazu führen wird, dass der Magnetfluss in dem Kraftstoffeinspritzventil allmählich abfällt, z. B. auf Null zurückgeht. Jedoch ist die Ansprechzeit für das Abfallen des Magnetflusses langsam und das Vorhandensein einer magnetischen Hysterese im Kraftstoffeinspritzventil führt oft zu dem Vorhandensein eines Restflusses, wenn ein anschließendes dicht aufeinanderfolgendes Kraftstoffeinspritzereignis eingeleitet wird. Wie vorstehend erwähnt wurde, beeinträchtigt das Vorhandensein des Restflusses die Genauigkeit der Kraftstoffströmungsrate und der eingespritzten Kraftstoffmasse, die in einem nachfolgenden dicht aufeinanderfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis geliefert werden soll.It is known that when the injector driver 50 delivers a current only unidirectionally in a positive first direction to the electrical coil 24 lowering the current so that it remains stable at zero will cause the magnetic flux in the fuel injector to gradually drop, e.g. B. goes back to zero. However, the response time for the magnetic flux drop is slow and the presence of magnetic hysteresis in the fuel injector often results in the presence of residual flow when a subsequent closely spaced fuel injection event is initiated. As noted above, the presence of residual flow affects the accuracy of the fuel flow rate and the injected fuel mass that is to be delivered in a subsequent, closely spaced, fuel injection event.
1-2 veranschaulicht den Aktivierungscontroller 80 von 1-1 in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Eine Signalflussstrecke 362 stellt eine Kommunikation zwischen dem Steuerungsmodul 60 und dem Einspritzventil-Treiber 50 bereit. Beispielsweise stellt die Signalflussstrecke 362 das Einspritzventil-Befehlssignal (z. B. das Befehlssignal 52 von 1-1) bereit, das den Einspritzventil-Treiber 50 steuert. Das Steuerungsmodul 60 kommuniziert ferner mit dem externen ECM 5 über eine Signalflussstrecke 364 innerhalb des Aktivierungscontrollers 380, die in elektrischer Kommunikation mit einem Leistungsübertragungskabel steht. Beispielsweise kann die Signalflussstrecke 364 überwachte Eingabeparameter (z. B. die überwachten Eingabeparameter 51 von 1-1) von dem ECM 5 für das Steuerungsmodul 60 bereitstellen, um das Einspritzventil-Befehlssignal 52 zu erzeugen. Bei einigen Ausführungsformen kann die Signalflussstrecke 364 Kraftstoffeinspritzventil-Rückmeldungsparameter (z. B. die Rückmeldungssignale 42 von 1-1) an das ECM 5 liefern. 1-2 illustrates the activation controller 80 from 1-1 in accordance with the present disclosure. A signal flow path 362 provides communication between the control module 60 and the injector driver 50 ready. For example, the signal flow path represents 362 the injector command signal (eg, the command signal 52 from 1-1 ) ready to use the injector driver 50 controls. The control module 60 communicates with the external ECM 5 over a signal flow path 364 within the activation controller 380 which is in electrical communication with a power transmission cable. For example, the signal flow path 364 monitored input parameters (eg the monitored input parameters 51 from 1-1 ) from the ECM 5 for the control module 60 provide to the injector command signal 52 to create. In some embodiments, the signal flow path 364 Fuel Injector Feedback Parameters (eg, the feedback signals 42 from 1-1 ) to the ECM 5 deliver.
Der Einspritzventil-Treiber 50 empfängt elektrische DC-Leistung von der Leistungsquelle 40 von 1-1 über eine Leistungsversorgungsflussstrecke 366. Durch die Verwendung eines kleinen Modulationssignals, das zu der Leistungsversorgungsflussstrecke 366 hinzugefügt wird, kann die Signalflussstrecke 364 beseitigt werden. Unter Verwendung der empfangenen elektrischen DC-Leistung kann der Kraftstoffeinspritzventil-Treiber 50 Einspritzventil-Aktivierungssignale (z. B. die Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 von 1-1) auf der Grundlage des Einspritzventil-Befehlssignals von dem Steuerungsmodul 60 erzeugen.The injector driver 50 receives DC electric power from the power source 40 from 1-1 via a power supply flow path 366 , By using a small modulation signal that goes to the power supply flow path 366 can be added, the signal flow path 364 be eliminated. Using the received DC electrical power, the fuel injector driver may 50 Injector activation signals (eg, the injector activation signals 75 from 1-1 ) based on the injector command signal from the control module 60 produce.
Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ausgestaltet, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, indem er geeignete Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 erzeugt. Der Einspritzventil-Treiber 50 ist ein bidirektionaler Stromtreiber, der einen positiven Stromfluss über eine erste Stromflussstrecke 352 und einen negativen Stromfluss über eine zweite Stromflussstrecke 354 an die elektrische Spule 24 in Ansprechen auf jeweilige Einspritzventil-Aktivierungssignale 75 bereitstellt. Der positive Strom über die erste Stromflussstrecke 352 wird bereitgestellt, um eine elektrische Spule 24 zu erregen, und der negative Strom über die zweite Stromflussstrecke 354 dreht den Stromfluss um, um Strom aus der elektrischen Spule 24 zu entnehmen. Die Stromflussstrecken 352 und 354 bilden einen geschlossenen Kreis; das heißt, dass ein positiver Strom in 352 hinein zu einem gleichen und entgegengesetzten (negativen) Strom in der Flussstrecke 354 führt und umgekehrt. Eine Signalflussstrecke 371 kann eine Spannung der ersten Stromflussstrecke 352 an das Steuerungsmodul 60 liefern, und eine Signalflussstrecke 373 kann eine Spannung der zweiten Stromflussstrecke 354 an das Steuerungsmodul 60 liefern. Die Spannung und der Strom, die an die elektrische Spule 24 angelegt werden, beruhen auf einer Differenz zwischen den Spannungen an den Signalflussstrecken 371 und 373. Bei einer Ausführungsform verwendet der Einspritzventil-Treiber 50 einen Betrieb mit offenem Regelkreis, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, wobei die Einspritzventil-Aktivierungssignale durch genaue vorbestimmte Stromwellenformen gekennzeichnet sind. Bei einer anderen Ausführungsform verwendet der Einspritzventil-Treiber 50 einen Betrieb mit geschlossenem Regelkreis, um eine Aktivierung des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu steuern, wobei die Einspritzventil-Aktivierungssignale auf Kraftstoffeinspritzventilparametern beruhen, die als Rückmeldung an das Steuerungsmodul über die Signalflussstrecken 371 und 373 bereitgestellt werden. Über eine Signalflussstrecke 356 kann ein gemessener Stromfluss an die Spule 24 an das Steuerungsmodul 60 geliefert werden. In der veranschaulichten Ausführungsform wird der Stromfluss von einem Stromsensor an der zweiten Stromflussstrecke 354 gemessen. Die Kraftstoffeinspritzventilparameter können Werte für die Flusskopplung, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 umfassen, oder die Kraftstoffeinspritzventilparameter können Stellvertreter umfassen, die von dem Steuerungsmodul 60 verwendet werden, um die Flusskopplung, die Spannung und den Strom innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu schätzen.The injector driver 50 is configured to activate the fuel injection valve 10 by controlling appropriate injector activation signals 75 generated. The injector driver 50 is a bidirectional current driver that provides positive current flow over a first current flow path 352 and a negative current flow over a second current flow path 354 to the electrical Kitchen sink 24 in response to respective injector activation signals 75 provides. The positive current over the first current flow path 352 is provided to an electric coil 24 to excite, and the negative current over the second current flow path 354 turns the flow of current to electricity from the electric coil 24 refer to. The flow of electricity 352 and 354 form a closed circle; that is, a positive current in 352 into a same and opposite (negative) stream in the river route 354 leads and vice versa. A signal flow path 371 can be a voltage of the first current flow path 352 to the control module 60 deliver, and a signal flow path 373 may be a voltage of the second current flow path 354 to the control module 60 deliver. The voltage and the current connected to the electric coil 24 are based on a difference between the voltages on the signal flow paths 371 and 373 , In one embodiment, the injector driver uses 50 an open-loop operation to activate the fuel injector 10 wherein the injector activation signals are characterized by precise predetermined current waveforms. In another embodiment, the injector driver uses 50 a closed-loop operation to activate the fuel injector 10 wherein the injector activation signals are based on fuel injector parameters provided in response to the control module over the signal flow paths 371 and 373 to be provided. Via a signal flow path 356 can be a measured current flow to the coil 24 to the control module 60 to be delivered. In the illustrated embodiment, the flow of current from a current sensor is at the second current flow path 354 measured. The fuel injector parameters may include values for flow coupling, voltage, and current within the fuel injector 10 or the fuel injector parameters may include proxies provided by the control module 60 used to control the flux coupling, the voltage and the current within the fuel injector 10 appreciate.
Bei einigen Ausführungsformen ist der Einspritzventil-Treiber 50 für einen vollständigen Vierquadrantenbetrieb ausgestaltet. 1-3 veranschaulicht eine beispielhafte Ausführungsform des Einspritzventil-Treibers 50 von 1-2, die zwei Schaltersätze 370 und 372 verwendet, um den Stromfluss zu steuern, der zwischen dem Einspritzventil-Treiber 50 und der elektrischen Spule 24 bereitgestellt wird. In der veranschaulichten Ausführungsform umfasst der erste Schaltersatz 370 Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2, und der zweite Schaltersatz 372 umfasst Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2. Die Schaltervorrichtungen 370-1, 370-2, 372-1 und 372-2 können Halbleiterschalter sein und sie können Silizium-Halbleiterschalter (Si-Halbleiterschalter) oder Halbleiterschalter mit großer Bandlücke (WBG-Halbleiterschalter) umfassen, die ein Schalten mit hoher Geschwindigkeit bei hohen Temperaturen ermöglichen. Der Vierquadrantenbetrieb des Einspritzventil-Treibers 50 steuert die Richtung des Stromflusses in die elektrische Spule 24 hinein und aus dieser heraus auf der Grundlage eines entsprechenden Schaltzustands, der durch das Steuerungsmodul 60 bestimmt wird. Das Steuerungsmodul 60 kann einen positiven Schaltzustand, einen negativen Schaltzustand und einen Null-Schaltzustand bestimmen und den ersten und zweiten Schaltersatz 370 und 372 zwischen offenen und geschlossenen Positionen beruhend auf dem bestimmten Schaltzustand befehlen. In dem positiven Schaltzustand werden die Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2 des ersten Schaltersatzes 370 in die geschlossene Position befohlen und die Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 werden in die offene Position befohlen, um einen positiven Strom in die erste Stromflussstrecke 352 hinein und aus der zweiten Stromflussstrecke 354 heraus zu steuern. Diese Schaltervorrichtungen können ferner unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation moduliert werden, um die Amplitude des Stroms zu steuern. In dem negativen Schaltzustand werden die Schaltervorrichtungen 370-1 und 370-2 des ersten Schaltersatzes 370 in die offene Position befohlen und die Schaltervorrichtungen 372-1 und 372-2 des zweiten Schaltersatzes 372 werden in die geschlossene Position befohlen, um den negativen Strom in die zweite Stromflussstrecke 354 hinein und aus der ersten Stromflussstrecke 352 heraus zu steuern. Diese Schaltervorrichtungen können ferner unter Verwendung einer Pulsbreitenmodulation moduliert werden, um die Amplitude des Stroms zu steuern. In dem Null-Schaltzustand werden alle Schaltervorrichtungen 370-1, 370-2, 372-1 und 372-2 in die offene Position befohlen, um keinen Strom in die elektromagnetische Anordnung hinein oder aus dieser heraus zu steuern. Folglich kann eine bidirektionale Steuerung des Stroms durch die Spule 24 bewirkt werden.In some embodiments, the injector driver is 50 designed for a complete four-quadrant operation. 1-3 illustrates an exemplary embodiment of the injector driver 50 from 1-2 , the two sets of switches 370 and 372 Used to control the flow of current between the injector driver 50 and the electric coil 24 provided. In the illustrated embodiment, the first switch set comprises 370 switch devices 370-1 and 370-2 , and the second switch set 372 includes switch devices 372-1 and 372-2 , The switch devices 370-1 . 370-2 . 372-1 and 372-2 These may be semiconductor switches and may include silicon semiconductor switches (Si semiconductor switches) or large bandgap semiconductor switches (WBG semiconductor switches), which enable high speed switching at high temperatures. The four-quadrant operation of the injector driver 50 controls the direction of current flow in the electric coil 24 in and out of it based on a corresponding switching state established by the control module 60 is determined. The control module 60 may determine a positive switching state, a negative switching state, and a zero switching state, and the first and second sets of switches 370 and 372 command between open and closed positions based on the particular switching state. In the positive switching state, the switch devices 370-1 and 370-2 of the first switch set 370 commanded into the closed position and the switch devices 372-1 and 372-2 of the second switch set 372 are commanded into the open position to inject a positive current into the first current flow path 352 into and out of the second flow path 354 to steer out. These switch devices may also be modulated using pulse width modulation to control the amplitude of the current. In the negative switching state, the switch devices 370-1 and 370-2 of the first switch set 370 commanded into the open position and the switch devices 372-1 and 372-2 of the second switch set 372 are commanded to the closed position to the negative flow in the second flow path 354 into and out of the first flow path 352 to steer out. These switch devices may also be modulated using pulse width modulation to control the amplitude of the current. In the zero-switching state, all switch devices 370-1 . 370-2 . 372-1 and 372-2 commanded into the open position to control no current into or out of the electromagnetic assembly. Consequently, bidirectional control of the current through the coil 24 be effected.
Bei einigen Ausführungsformen wird der negative Strom zur Entnahme von Strom aus der elektrischen Spule 24 für eine Zeitdauer angelegt, die ausreicht, um einen Restfluss innerhalb des Kraftstoffeinspritzventils 10 zu reduzieren, nachdem ein sekundärer Haltestrom abgesenkt wurde. Bei anderen Ausführungsformen wird der negative Strom im Anschluss an das Absenken des sekundären Haltestroms aber zusätzlich erst dann angelegt, nachdem sich das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen hat oder der Aktor zu seiner statischen oder Ruheposition zurückgekehrt ist. Darüber hinaus können zusätzliche Ausführungsformen umfassen, dass die Schaltersätze 370 und 372 abwechselnd zwischen offenen und geschlossenen Positionen umgeschaltet werden, um die Richtung des Stromflusses an die Spule 24 zu wechseln, was eine Pulsbreitenmodulationssteuerung umfasst, um Stromflussprofile zu bewirken. Die Nutzung der zwei Schaltersätze 370 und 372 ermöglicht eine präzise Steuerung der Richtung und der Amplitude des Stromflusses, der an die Stromflussstrecken 352 und 354 der elektrischen Spule 24 angelegt wird, für mehrere aufeinanderfolgende Kraftstoffeinspritzereignisse während eines Kraftmaschinenereignisses, indem das Vorhandensein von Wirbelströmen und einer magnetischen Hysterese innerhalb der elektrischen Spule 24 verringert wird.In some embodiments, the negative current is for removing current from the electrical coil 24 for a time sufficient to allow a residual flow within the fuel injector 10 to reduce after a secondary holding current has been lowered. In other embodiments, the negative current is additionally applied subsequent to the lowering of the secondary holding current only after the fuel injection valve has closed or the actuator has returned to its static or rest position. In addition, additional embodiments may include the switch sets 370 and 372 alternately between open and closed positions be switched to the direction of current flow to the coil 24 which includes pulse width modulation control to effect current flow profiles. Use of two sets of switches 370 and 372 allows precise control of the direction and amplitude of the current flowing to the current flow paths 352 and 354 the electric coil 24 for multiple consecutive fuel injection events during an engine event, by the presence of eddy currents and magnetic hysteresis within the electrical coil 24 is reduced.
2 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung 200 eines Profils eines Stromflusses (durchgezogene Linie) 220 und eines Profils eines Magnetflusses (unterbrochene Linie) 222 in einem Kraftstoffeinspritzventil für ein Kraftstoffeinspritzereignis ohne den Vorteil des Rücksetzens eines Restflusses oder des Rücksetzens eines internen magnetischen Zustands in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Die horizontale x-Achse zeigt die Zeit an, die am Ursprung von Null aus ansteigt. Die vertikale y-Achse zeigt eine skalierte Größe von Null am Ursprung aus für einen gemessenen Stromfluss durch das Kraftstoffeinspritzventil und einen gemessenen Magnetfluss im Kraftstoffeinspritzventil an. Das Profil des Stromflusses (durchgezogene Linie) 220 ist unidirektional und zeigt eine Stromwellenform für das Kraftstoffeinspritzereignis an, die eine anfängliche Anzugstromspitze gefolgt von einem sekundären Haltestrom umfasst. Bei Einspritzungen von sehr kleinen Mengen oder auch bei einer schnellen zyklischen Betätigung des Aktors kann es sein, dass die Stromhalteperiode nicht vorhanden ist. 2 illustrates a non-limiting exemplary record 200 a profile of a current flow (solid line) 220 and a profile of a magnetic flux (broken line) 222 in a fuel injection valve for a fuel injection event without the benefit of resetting a residual flow or resetting an internal magnetic state in accordance with the present disclosure. The horizontal x-axis indicates the time that rises from zero at the origin. The vertical y-axis indicates a scaled magnitude of zero at the origin for a measured current flow through the fuel injector and a measured magnetic flux in the fuel injector. The profile of current flow (solid line) 220 is unidirectional and indicates a current waveform for the fuel injection event that includes an initial pull current peak followed by a secondary hold current. In the case of injections of very small quantities or even during rapid cyclic actuation of the actuator, it may be that the current-holding period is not present.
Gestrichelte vertikale Linien 201 und 203 repräsentieren Öffnungs- bzw. Schließzeitpunkte des Kraftstoffeinspritzventils. Eine gestrichelte vertikale Linie 202 repräsentiert einen Zeitpunkt, bei dem der sekundäre Haltestrom vollständig auf Null abgesenkt wird. Eine Zeitspanne 211 zwischen den gestrichelten vertikalen Linien 202 und 204 repräsentiert eine Zeitspanne mit persistentem Magnetfluss aufgrund von Wirbelströmen. Eine gestrichelte horizontale Linie 212 repräsentiert einen minimalen Schwellenwert eines stationären Stroms, der benötigt wird, um das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen. Beispielsweise reicht ein Strom zum Erregen einer elektrischen Spule, der größer als der minimale Schwellenwert des Stroms ist, aus, um eine elektromagnetische Kraft zu erzeugen, die eine Vorbelastungsbedingung eines Ankers überwindet, um das Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils zu bewirken. Folglich öffnen Ströme durch die elektrische Spule hindurch, welche den minimalen Schwellenwert des Stroms überschreiten, das Kraftstoffeinspritzventil.Dashed vertical lines 201 and 203 represent opening and closing times of the fuel injection valve. A dashed vertical line 202 represents a time at which the secondary holding current is lowered completely to zero. A time span 211 between the dashed vertical lines 202 and 204 represents a period of time with persistent magnetic flux due to eddy currents. A dashed horizontal line 212 represents a minimum threshold of steady state current needed to open the fuel injector. For example, a current for energizing an electrical coil that is greater than the minimum threshold of current is sufficient to generate an electromagnetic force that overcomes a preload condition of an armature to effect opening of the fuel injector. As a result, currents through the electrical coil that exceed the minimum threshold of current open the fuel injector.
Wenn bei der gestrichelten vertikalen Linie 202 der sekundäre Haltestrom auf Null abgesenkt ist, wird das Profil des Magnetflusses (unterbrochene Linie) 222 aufgrund von persistenten Wirbelströmen und des Hystereseverhaltens des magnetischen Materials des Aktors langsam auf Null hin reduziert. Das Profil des Magnetflusses (unterbrochene Linie) 222 kehrt jedoch nicht auf Null zurück und zeigt ein ungewünschtes Niveau eines Restmagnetflusses 213 an, das im stationären Zustand im Kraftstoffeinspritzventil vorhanden ist. Dieses ungewünschte Niveau des Restflusses 213 ist das Ergebnis einer magnetischen Hysterese in dem Kraftstoffeinspritzventil oder Aktor.If at the dashed vertical line 202 the secondary holding current is lowered to zero, the profile of the magnetic flux (broken line) 222 slowly reduced to zero due to persistent eddy currents and the hysteresis behavior of the magnetic material of the actuator. The profile of the magnetic flux (broken line) 222 However, it does not return to zero and shows an undesirable level of residual magnetic flux 213 on, which is present in the stationary state in the fuel injection valve. This unwanted level of the residual flow 213 is the result of magnetic hysteresis in the fuel injector or actuator.
3 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung 300 von Profilen des Stroms und des Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 2 unter Verwendung eines Flussrücksetzereignisses, um einen Restfluss auf Niveaus unter dasjenige zu verringern, das in dem Aktor bei einem Spulenstrom von Null passiv erreicht wird, und um es vorzugsweise auf Null zu verringern, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenbarung. Ein passiver Restfluss bezeichnet das Niveau eines Restflusses in dem Aktor, wenn der Spulenstrom im Anschluss an ein Betätigungsereignis auf Null abgesenkt wird. Die Aufzeichnung 300 veranschaulicht das Einleiten des Flussrücksetzereignisses, wenn der sekundäre Haltestrom des Profils des Stromflusses (durchgezogene Linie) 220 bei der gestrichelten vertikalen Linie 202 auf Null abgesenkt wird. Das Flussrücksetzereignis umfasst ein Profil des Stromflusses, das mindestens eine Zeitdauer mit einem negativen Stromfluss oder einer Stromrichtungsumkehr zu dem vorhergehenden Betätigungsereignis zeigt, welches einen Magnetfluss durch den Aktor entgegengesetzt zu dem Restfluss bewirkt. Eine derartige Stromumkehr im Anschluss an ein Betätigungsereignis kann als Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen bezeichnet werden. Vorzugsweise umfasst das Flussrücksetzereignis ein Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230, bei dem ein positiver und ein negativer Stromfluss durch die Spule hindurch abwechseln. Jedes Mal, wenn sich der Stromfluss von negativ auf positiv umdreht, weist die resultierende positive Spitzenamplitude eine Größe auf, die kleiner als die Größe der vorherigen negativen Spitzenamplitude des negativen Stromflusses ist, von dem aus er umgedreht wurde. Analog weist jedes Mal, wenn sich der Stromfluss von positiv auf negativ umdreht, die resultierende negative Spitzenamplitude eine Größe auf, die kleiner als die Größe der positiven Spitzenamplitude des vorherigen positiven Stromflusses ist, von dem aus er umgedreht wurde. Mit anderen Worten nimmt die Amplitude des Wechselstroms monoton ab. Das Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 umfasst das Umdrehen des Stromflusses durch das Kraftstoffeinspritzventil in die negative Richtung auf eine anfängliche negative Spitzenamplitude nach der gestrichelten vertikalen Linie 202. Es versteht sich, dass die anfängliche negative Spitzenamplitude ein vorbestimmter negativer Wert ist, der so gewählt ist, dass er keine ungewünschte Bewegung des Ankers im Kraftstoffeinspritzventil verursacht, wenn eine Größe des negativen Stroms den vorbestimmten negativen Wert überschreitet. Daher weist diese anfängliche negative Spitzenamplitude vorzugsweise einen Absolutwert oder eine Größe auf, der bzw. die kleiner oder gleich dem minimalen Schwellenwert des stationären Stroms ist, der benötigt wird, um das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen oder den Anker des Aktors auf andere Weise magnetisch zu verschieben. In Ansprechen auf den negativen Strom durch das Kraftstoffeinspritzventil hindurch zeigt das Profil des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 232, dass der Magnetfluss im Kraftstoffeinspritzventil in Ansprechen darauf unter das passive Restflussniveau verringert wird und sich vorzugsweise Null nähert, wenn keine andere Bevorzugung eines von Null verschiedenen Niveaus vorhanden ist. In einigen Fällen kann der Magnetfluss auf unter Null verringert werden (d. h. umgedreht werden), was erfordert, dass sich das Profil des Stromflusses mit Resfflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 ebenfalls umkehrt. Derartige positive und negative Ströme können das Zulaufen des Magnetflusses auf einen stationären Fluss 215 von Null bewirken. 3 illustrates a non-limiting exemplary record 300 of profiles of the current and the magnetic flux for the fuel injection event of 2 using a flow reset event to reduce residual flux to levels below that which is passively achieved in the actuator at zero coil current, and preferably to reduce it to zero, in accordance with the present disclosure. A passive residual flow refers to the level of residual flow in the actuator when the coil current is lowered to zero following an actuation event. The record 300 illustrates the initiation of the flow reset event when the secondary holding current of the current flow profile (solid line) 220 at the dashed vertical line 202 is lowered to zero. The flux reset event includes a profile of current flow that exhibits at least a period of negative current flow or current reversal to the previous actuation event that causes magnetic flux through the actuator opposite the residual flux. Such a current reversal following an actuation event may be referred to as a residual flow reset current flow profile. The flow reset event preferably comprises a profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 230 in which a positive and a negative current flow alternate through the coil. Each time the current turns from negative to positive, the resulting positive peak amplitude has a magnitude smaller than the magnitude of the previous negative peak amplitude of the negative current flow from which it was reversed. Similarly, each time the current turns from positive to negative, the resulting negative peak amplitude has a magnitude smaller than the magnitude of the positive peak amplitude of the previous positive current flow from which it was reversed. In other words, the amplitude of the alternating current decreases monotonously. The profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 230 includes reversing the flow of current through the fuel injector in the negative direction to one initial negative peak amplitude after the dashed vertical line 202 , It is understood that the initial negative peak amplitude is a predetermined negative value that is chosen so as not to cause undesired movement of the armature in the fuel injection valve when a magnitude of the negative current exceeds the predetermined negative value. Therefore, this initial negative peak amplitude preferably has an absolute value or magnitude that is less than or equal to the minimum threshold steady state current needed to open the fuel injector or otherwise magnetically displace the armature of the actuator. In response to the negative flow through the fuel injector, the profile of the magnetic flux (dashed line) 232 in that the magnetic flux in the fuel injector in response thereto is reduced below the passive residual flow level and preferably approaches zero when there is no other preference for a non-zero level. In some cases, the magnetic flux may be reduced to below zero (ie reversed), requiring that the profile of the current flow be reset with res Flux (dotted line). 230 also reversed. Such positive and negative currents may cause the magnetic flux to flow to a steady state flux 215 to cause zero.
Das in der nicht einschränkenden Aufzeichnung 300 von 3 veranschaulichte Flussrücksetzereignis kann von dem Aktivierungscontroller 80 von 1-1 und 1-2 ausgeführt werden, wobei die Einspritzventilaktivierungssignale 75 dem Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 entsprechen. Es versteht sich, dass der positive Strom des Profils des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 niemals Spitzenamplituden umfassen sollte, die größer als der minimale Schwellenwert des Stroms bei der gestrichelten horizontalen Linie 212 sind, der zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils benötigt wird. Analog sollte der negative Strom des Profils des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 niemals negative Spitzenamplituden umfassen, die Größen aufweisen, welche den vorbestimmten negativen Wert überschreiten.That in the non-limiting record 300 from 3 The illustrated flow reset event may be from the activation controller 80 from 1-1 and 1-2 be executed, wherein the Einspritzventilaktivierungssignale 75 the profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 230 correspond. It is understood that the positive current of the profile of current flow with residual flux reset (dotted line) 230 should never include peak amplitudes greater than the minimum threshold current in the dashed horizontal line 212 are required to open the fuel injection valve. Analog should reset the negative current of the profile of current flow with residual flux (dotted line) 230 never include negative peak amplitudes having magnitudes exceeding the predetermined negative value.
Bei einer Ausführungsform führt der Aktivierungscontroller 80 das Flussrücksetzereignis unter Verwendung eines Betriebs mit geschlossenem Regelkreis aus. Hier wird der Magnetfluss (oder die Flusskopplung) im Kraftstoffeinspritzventil 10 mit Hilfe der Rückmeldungssignale 42 bereitgestellt. Beruhend auf der Magnetflussrückmeldung können die Einspritzventilaktivierungsbefehle 75 das Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 steuern, um den Restfluss unter das passive Restflussniveau zu verringern. Bei einer anderen Ausführungsform führt der Aktivierungscontroller 80 das Flussrücksetzereignis unter Verwendung eines Betriebs mit offenem Regelkreis aus. Hier wird ein gewünschtes oder vorgeschriebenes Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 230 verwendet, um den Restfluss unter das passive Restflussniveau zu verringern.In one embodiment, the activation controller performs 80 the flow reset event using a closed loop operation. Here, the magnetic flux (or flux coupling) in the fuel injection valve 10 with the help of the feedback signals 42 provided. Based on the magnetic flux feedback, the injector activation commands may 75 the profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 230 to reduce the residual flow below the passive residual flow level. In another embodiment, the activation controller performs 80 the flow reset event using open loop operation. Here a desired or prescribed profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 230 used to reduce the residual flow below the passive residual flow level.
4 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung 400 von Profilen des Stromflusses und des Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 2 unter Verwendung eines Flussrücksetzereignisses, das im Anschluss an das Absenken des sekundären Haltestroms eingeleitet wird, aber erst, nachdem sich das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen hat, um den Restfluss unter das passive Resfflussniveau zu verringern. Eine derartige Verzögerung ist bei Anwendungen wünschenswert, in denen wünschenswerterweise der Zeitpunkt bekannt ist, an dem sich der Aktor in der statischen oder Ruheposition befindet (d. h. der Schließzeitpunkt des Einspritzventils). Das Einleiten des Flussrücksetzereignisses vor dem Schließen des Einspritzventils kann das Erfassen des Schließens beeinträchtigen und kann zu einem ungewissen Schließzeitpunkt führen. Ähnlich wie das Flussrücksetzereignis, das in der nicht einschränkenden Aufzeichnung 300 von 3 veranschaulicht ist, umfasst das Flussrücksetzereignis der Aufzeichnung 400 ein Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 240, bei dem ein positiver und negativer Stromfluss durch das Kraftstoffeinspritzventil hindurch (z. B. durch die elektromagnetische Spule) abgewechselt wird. Jedoch veranschaulicht die Aufzeichnung 400 das Einleiten des Flussrücksetzereignisses an dem Schließzeitpunkt des Einspritzventils bei der gestrichelten vertikalen Linie 203. Daher fließt, sobald der sekundäre Haltestrom bei der gestrichelten vertikalen Linie 202 auf Null abgesenkt wurde, bis zum Schließzeitpunkt des Einspritzventils bei der gestrichelten vertikalen Linie 203 kein Strom durch das Kraftstoffeinspritzventil. Am Schließzeitpunkt 230 des Einspritzventils umfasst das Profil des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (gepunktete Linie) 240 das Umdrehen des Stromflusses durch das Kraftstoffeinspritzventil hindurch in die negative Richtung auf die anfängliche negative Spitzenamplitude, die den vorbestimmten negativen Wert nicht überschreitet. Danach umfasst das Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 240 des Flussrücksetzereignisses einen exponentiell abfallenden Wechselstromfluss, der zwischen einem positiven und einem negativen Stromfluss abwechselt. Wie durch das Profil des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 242 gezeigt ist, das dem Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 240 entspricht, fällt der Restfluss exponentiell unter das passive Restflussniveau und nähert sich Null. 4 illustrates a non-limiting exemplary record 400 of profiles of current flow and magnetic flux for the fuel injection event of 2 using a flow reset event initiated following the lowering of the secondary hold current, but only after the fuel injector has closed to reduce the residual flow below the passive reflux level. Such a delay is desirable in applications where it is desirable to know the point in time when the actuator is in the static or rest position (ie, the closing timing of the injector). Introducing the flow reset event prior to closing the injector may affect the detection of closure and may result in an uncertain closure time. Similar to the river reset event, the non-limiting record 300 from 3 1, the flow reset event includes the recording 400 a profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 240 in which a positive and negative current flow through the fuel injection valve is alternated (eg, through the electromagnetic coil). However, the record illustrates 400 initiating the flow reset event at the closing timing of the injector at the dashed vertical line 203 , Therefore, once the secondary holding current flows at the dashed vertical line 202 was lowered to zero until the closing time of the injector at the dashed vertical line 203 no current through the fuel injector. At the closing time 230 the injector includes the profile of current flow with residual flux reset (dotted line) 240 reversing the flow of current through the fuel injection valve in the negative direction to the initial negative peak amplitude that does not exceed the predetermined negative value. After that, the profile of the current flow with residual flux reset (dotted line) 240 of the flux reset event, an exponentially declining alternating current flow alternating between a positive and a negative current flow. As by the profile of the magnetic flux (dashed line) 242 showing the profile of current flow with residual flux reset (dotted line) 240 corresponds, the residual flow falls exponentially below the passive residual flow level and approaches zero.
Das in der nicht einschränkenden Aufzeichnung 400 von 4 veranschaulichte Flussrücksetzereignis unter Verwendung des Profils des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (gepunktete Linie) 240, das exponentiell abfällt, kann von dem Aktivierungscontroller 80 von 1-1 und 1-2 ausgeführt werden, wobei die Einspritzventilaktivierungssignale 75 dem Profil des Stromflusses mit Restfluss zurücksetzen (gepunktete Linie) 240 entsprechen. Es versteht sich, dass der positive Strom des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (gepunktete Linie) 240 niemals Spitzenamplituden umfassen sollte, die größer als der minimale Schwellenwert des Stroms bei der gestrichelten horizontalen Linie 212 sind, der zum Öffnen des Kraftstoffeinspritzventils benötigt wird. Analog sollte der negative Strom des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (gepunktete Linie) 240 niemals negative Spitzenamplituden umfassen, die Größen aufweisen, welche den vorbestimmten negativen Wert überschreiten. Der Aktivierungscontroller 80 kann überwachen, wann sich das Kraftstoffeinspritzventil schließt, um das Flussrücksetzereignis einzuleiten. Beispielsweise ist es bekannt, eine Spulenspannung im Anschluss an eine Betätigung zu überwachen, wenn der Strom nicht mehr in die Spule hineingetrieben wird, um nach einer Spannungssignatur (z. B. einer vorbestimmten zeitlichen Änderungsrate) zu suchen, die anzeigt, dass der Anker eine Ruheposition erreicht hat. Der Aktivierungscontroller 80 kann ferner eine Frequenz wählen, mit welcher der bidirektionale Strom exponentiell abfällt, um vor einem anschließenden Kraftstoffeinspritzereignis gewünschte Werte für den Restfluss zu liefern. That in the non-limiting record 400 from 4 illustrated flow reset event using the current flow residual flow reset profile (dotted line) 240 that exponentially drops off may be from the activation controller 80 from 1-1 and 1-2 be executed, wherein the Einspritzventilaktivierungssignale 75 reset the profile of current flow with residual flux (dotted line) 240 correspond. It is understood that the positive current of the current flow profile with residual flux reset (dotted line) 240 should never include peak amplitudes greater than the minimum threshold current in the dashed horizontal line 212 are required to open the fuel injection valve. Analog should reset the negative current of the profile of current flow with residual flux (dotted line) 240 never include negative peak amplitudes having magnitudes exceeding the predetermined negative value. The activation controller 80 can monitor when the fuel injector closes to initiate the flow reset event. For example, it is known to monitor a coil voltage following actuation when the current is no longer driven into the coil to search for a voltage signature (eg, a predetermined rate of change of time) that indicates that the armature has failed Has reached rest position. The activation controller 80 may further select a frequency at which the bidirectional current exponentially decays to provide desired residual flux values prior to a subsequent fuel injection event.
5 veranschaulicht eine nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung 500 von Profilen des Stroms und des Magnetflusses für das Kraftstoffeinspritzereignis von 2 unter Verwendung einer Strategie zur Ankerprellsteuerung und zur Restflussreduktion. Es ist allgemein bekannt, eine ungewünschte Bewegung eines Ankers eines Kraftstoffeinspritzventils nach einem Kraftstoffeinspritzereignis zu steuern, sobald das Kraftstoffeinspritzventil geschlossen wurde, oder allgemeiner das Prellen eines Ankers zu reduzieren, wenn er im Anschluss an ein Betätigungsereignis zu seiner statischen oder Ruheposition zurückgekehrt ist. Zum Beispiel kann sich der in 1-1 veranschaulichte Ankerabschnitt 21 am Ende eines Kraftstoffeinspritzereignisses, wenn das Kraftstoffeinspritzventil die geschlossene Position erreicht, ein wenig in die erste bzw. zweite Richtung 81, 82 verschieben. Diese ungewünschte Bewegung kann als Ankerprellen bezeichnet werden. Bei bekannten herkömmlichen Kraftstoffeinspritzventilen mit unidirektionaler Stromzufuhr kann das Ankerprellen durch ein unidirektionales Ankerprellen-Steuerungsereignis gesteuert werden, das eine Reihe aufeinanderfolgender unidirektionaler Stromimpulse umfasst, die bei dem Schließzeitpunkt des Einspritzventils (gestrichelte vertikale Linie) 203 beginnen, wobei jeder Stromimpuls von Null aus startet und auf eine jeweilige Amplitude ansteigt, die kleiner als eine Amplitude eines unmittelbar vorausgehenden Stromimpulses ist. Ein Profil des unidirektionalen Stromflusses (gepunktete Linie) 250 veranschaulicht die Folge von aufeinanderfolgenden unidirektionalen (d. h. positiven) Stromimpulsen des herkömmlichen unidirektionalen Ankerprellsteuerungsereignisses, das bei der gestrichelten vertikalen Linie 203 beginnt. Ein Profil des unidirektionalen Magnetflusses (nachfolgende unterbrochene Linie) 252, das dem Profil des unidirektionalen Stromflusses (gepunktete Linie) 250 entspricht, veranschaulicht eine abnehmende Tendenz des Magnetflusses im Kraftstoffeinspritzventil, die eine Reihe von abnehmenden Amplituden im Ansprechen auf das Profil des unidirektionalen Stromflusses (gepunktete Linie) 250 umfasst, um gewünschte Magnetkräfte zum Steuern des Ankerprellens zu bewirken. Jedoch zeigt das Profil des unidirektionalen Magnetflusses (nachfolgende unterbrochene Linie) 252 das Vorhandensein des ungewünschten Restflussniveaus immer noch bei oder über einem passiven Restflussniveau an, wie zuvor vorstehend mit Bezug auf die nicht einschränkende beispielhafte Aufzeichnung 200 von 2 erörtert wurde, wenn kein Flussrücksetzereignis oder keine Flussreduktionsstrategie verwendet wird. 5 illustrates a non-limiting exemplary record 500 of profiles of the current and the magnetic flux for the fuel injection event of 2 using an anchor bounce control and residual flow reduction strategy. It is well known to control undesired movement of an armature of a fuel injector after a fuel injection event, once the fuel injector has been closed, or more generally to reduce the bounce of an armature when it returns to its static or rest position following an actuation event. For example, the in 1-1 illustrated anchor section 21 at the end of a fuel injection event, when the fuel injection valve reaches the closed position, slightly in the first and second directions, respectively 81 . 82 move. This unwanted movement can be referred to as anchor bounce. In conventional prior art unidirectional power supply fuel injectors, armature bouncing may be controlled by a unidirectional armature bark control event comprising a series of consecutive unidirectional current pulses occurring at the injector closing time (dashed vertical line). 203 each current pulse starts from zero and rises to a respective amplitude which is less than an amplitude of an immediately preceding current pulse. A profile of unidirectional current flow (dotted line) 250 Figure 12 illustrates the sequence of consecutive unidirectional (ie, positive) current pulses of the conventional unidirectional armature bounce control event shown at the dashed vertical line 203 starts. A profile of the unidirectional magnetic flux (following broken line) 252 corresponding to the profile of unidirectional current flow (dotted line) 250 illustrates a decreasing tendency of the magnetic flux in the fuel injection valve, which has a series of decreasing amplitudes in response to the profile of the unidirectional current flow (dotted line) 250 includes to effect desired magnetic forces for controlling the bounce bounce. However, the profile of the unidirectional magnetic flux (subsequent broken line) shows 252 the presence of the undesired residual flow level is still at or above a passive residual flow level, as previously discussed above with reference to the non-limiting exemplary record 200 from 2 has been discussed if no flow reset event or no flux reduction strategy is used.
Beispielhafte Ausführungsformen sind hier auf das Verwenden der bidirektionalen Ankerprellsteuerung und der Restflussreduktionsstrategie gerichtet, um gleichzeitig das Ankerprellen zu steuern, während der Restfluss unter das passive Restflussniveau im stationären Zustand 280 verringert wird. Wenn der sekundäre Haltestrom bei der gestrichelten vertikalen Linie 202 auf Null abgesenkt wird, fließt bis zu dem Schließzeitpunkt des Einspritzventils bei der gestrichelten vertikalen Linie 203 kein Strom durch das Kraftstoffeinspritzventil hindurch. Die bidirektionale Ankerprellsteuerung und die Restflussreduktionsstrategie umfassen ein Profil des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260, das bei dem Schließzeitpunkt des Einspritzventils bei der gestrichelten vertikalen Linie 203 eingeleitet wird, wobei ein positiver und ein negativer Stromfluss durch das Kraftstoffeinspritzventil (z. B. die elektromagnetische Spule) hindurch abgewechselt wird. Jedes Mal, wenn sich der Stromfluss von negativ in positiv umdreht, weist die resultierende positive Spitzenamplitude eine Größe auf, die kleiner als die Größe der vorherigen negativen Spitzenamplitude des negativen Stromflusses ist, von dem aus er umgedreht wurde. Analog weist jedes Mal, wenn sich der Stromfluss von positiv in negativ umdreht, die resultierende negative Spitzenamplitude eine Größe auf, die kleiner als die Größe der positiven Spitzenamplitude des vorherigen positiven Stromflusses ist, von dem aus er umgekehrt wurde.Exemplary embodiments are directed to using the bidirectional bounce bounce control and the residual flow reduction strategy to simultaneously control anchor bounce while the residual flow is below the steady state passive residual flow level 280 is reduced. When the secondary holding current at the dashed vertical line 202 is lowered to zero, flows up to the closing time of the injection valve at the dashed vertical line 203 no current through the fuel injector. Bidirectional Anchor Bounce Control and Residual Flow Reduction Strategy include Residual Flow Resetting Profile Profile (Dot-and-dash Line) 260 that at the closing time of the injector at the dashed vertical line 203 a positive and a negative current flow through the fuel injection valve (eg, the electromagnetic coil) is alternated. Each time the current turns from negative to positive, the resulting positive peak amplitude has a magnitude smaller than the magnitude of the previous negative peak amplitude of the negative current flow from which it was reversed. Similarly, each time the current turns from positive to negative, the resulting negative peak amplitude has a magnitude smaller than the magnitude of the positive peak amplitude of the previous positive current flow from which it was reversed.
Bei dem Schließzeitpunkt 203 des Einspritzventils umfasst das Profil des Stromflusses mit Restflussrücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 das Umdrehen des Stromflusses durch das Kraftstoffeinspritzventil hindurch in die negative Richtung auf eine anfängliche negative Spitzenamplitude, die den vorbestimmten negativen Wert nicht überschreitet. Es versteht sich, dass Größen des negativen Stroms, die den vorbestimmten negativen Wert überschreiten, zu einer ungewünschten Bewegung des Ankers des Kraftstoffeinspritzventils führen können. Zum Steuern des Ankerprellens können die abwechselnden Ströme des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 die gleiche Wellenform wie der positive Strom des Profils des unidirektionalen Stromflusses (gepunktete Linie) 250 umfassen. Das Profil des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 262, das dem Profil des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 entspricht, veranschaulicht, dass der Magnetfluss in Ansprechen auf die anfängliche negative Spitzenamplitude des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 auf eine anfängliche negative Spitzenamplitude getrieben wird. Punkte 270 veranschaulichen, dass die anfängliche negative Spitzenamplitude des Profils des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 262 identisch mit einer anfänglichen Spitzenamplitude des Profils des unidirektionalen Magnetflusses 252 ist, was dazu führt, dass auf den Anker eine ähnliche Magnetkraft wirkt, wie im unidirektionalen Fall. Daher bewirkt die anfängliche negative Spitzenamplitude des Profils des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 262 eine zum Steuern des Ankerprellens gewünschte Magnetkraft. Das Profil des Magnetflusses (gestrichelte Linie) 262 veranschaulicht, dass der magnetische Restfluss unter das passive Restflussniveau im stationären Zustand 280 verringert wird. Folglich verringert die Strategie zur bidirektionalen Ankerprellsteuerung und Restflussreduktion auf vorteilhafte Weise ungewünschte Niveaus eines stationären Restflusses, die vorhanden sind, wenn die herkömmliche unidirektionale Prellsteuerungsstrategie ohne eine Flussreduktionsstrategie verwendet wird.At the closing time 203 of the injection valve includes the profile of the current flow with residual flux reset (dot-dash line) 260 reversing the flow of current through the fuel injection valve in the negative direction to an initial negative peak amplitude that does not exceed the predetermined negative value. It will be understood that amounts of negative current exceeding the predetermined negative value may result in undesired movement of the armature of the fuel injector. To control the armature bounce, the alternating currents of the profile of current flow with residual flux can be reset (dot-dash line) 260 the same waveform as the positive current of the profile of the unidirectional current flow (dotted line) 250 include. The profile of the magnetic flux (dashed line) 262 resetting the profile of current flow with residual flux (dot-dash line) 260 illustrates that the magnetic flux resets in response to the initial negative peak amplitude of the profile of current flow with residual flux (dot-dash line) 260 is driven to an initial negative peak amplitude. Points 270 illustrate that the initial negative peak amplitude of the magnetic flux profile (dashed line) 262 identical to an initial peak amplitude of the profile of the unidirectional magnetic flux 252 which results in a similar magnetic force acting on the armature as in the unidirectional case. Therefore, the initial negative peak amplitude causes the profile of the magnetic flux (dashed line) 262 a magnetic force desired for controlling the armature bounce. The profile of the magnetic flux (dashed line) 262 illustrates that the residual magnetic flux below the passive residual flux level in the steady state 280 is reduced. Thus, the bidirectional bounce bounce control and residual flow reduction strategy advantageously reduces unwanted steady state residual flux levels that are present when using the conventional unidirectional bounce control strategy without a flux reduction strategy.
Die in der nicht einschränkenden Aufzeichnung 500 von 5 veranschaulichte Strategie mit bidirektionaler Ankerprellsteuerung und Restflussreduktion kann von dem Aktivierungscontroller 80 von 1-1 und 1-2 ausgeführt werden, wobei die Einspritzventilaktivierungssignale 75 dem Profil des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 entsprechen. Es versteht sich, dass der positive Strom des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 niemals Spitzenamplituden umfassen sollte, die größer als der minimale Schwellenwert des Stroms bei der gestrichelten horizontalen Linie 212 sind, der benötigt wird, um das Kraftstoffeinspritzventil zu öffnen. Analog sollte der negative Strom des Profils des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen (Punkt-Strich-Linie) 260 niemals negative Spitzenamplituden umfassen, die Größen aufweisen, die den vorbestimmten negativen Wert überschreiten. Der Aktivierungscontroller 80 kann überwachen, wann sich das Kraftstoffeinspritzventil schließt, um die Strategie einzuleiten. Der Aktivierungscontroller 80 kann ferner eine Frequenz wählen, mit der der bidirektionale Strom abwechselt, um gewünschte Werte des Restflusses vor einem nachfolgenden Kraftstoffeinspritzereignis zu liefern.The in the non-limiting record 500 from 5 illustrated strategy with bidirectional bounce bounce control and residual flow reduction may be provided by the activation controller 80 from 1-1 and 1-2 be executed, wherein the Einspritzventilaktivierungssignale 75 resetting the current flow profile with residual flux (dot-dash line) 260 correspond. It is understood that the positive current of the profile of current flow with residual flux reset (dot-dash line) 260 should never include peak amplitudes greater than the minimum threshold current in the dashed horizontal line 212 are needed to open the fuel injector. Analog should reset the negative current of the profile of current flow with residual flux (dot-dash line) 260 never include negative peak amplitudes having magnitudes exceeding the predetermined negative value. The activation controller 80 can monitor when the fuel injector closes to initiate the strategy. The activation controller 80 may further select a frequency at which the bi-directional current alternates to provide desired residual flow values prior to a subsequent fuel injection event.
Die Figuren dieser Offenbarung haben beispielhafte Profile des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen veranschaulicht, die in einer im Wesentlichen sinusförmigen Gestalt erscheinen. Diese Profile des Stromflusses sind jedoch nicht als Einschränkung gedacht. Tatsächlich wird der Fachmann erkennen, dass verschiedene andere Profile des Stromflusses verwendet werden können, die beispielsweise Dreiecke oder Sägezähne (mit konstanten oder variierenden Steigungen), Rechteckwellen (mit konsistenten oder variierenden Pulsbreiten und Tastverhältnissen), willkürliche oder andere Formen umfassen. Ebenso können Profile des Stromflusses mit Restflusszurücksetzen Abfallprofilen folgen, die nicht exponentiell sind. Darüber hinaus können sich Abfallzeitkonstanten auf ähnliche Weise von denjenigen unterscheiden, die in den Veranschaulichungen gezeigt sind, wenn man berücksichtigt, dass die Figuren nicht so interpretiert werden dürfen, dass sie beliebige spezielle relative oder absolute Abfallzeitkonstanten bereitstellen.The figures of this disclosure have illustrated exemplary profiles of current flow with residual flux resetting that appear in a substantially sinusoidal shape. However, these profiles of current flow are not intended to be limiting. In fact, those skilled in the art will recognize that various other profiles of current flow may be used, including, for example, triangles or saw teeth (with constant or varying slopes), square waves (with consistent or varying pulse widths and duty cycles), arbitrary or other shapes. Similarly, Residual Flow Residual Flow profiles can follow waste profiles that are not exponential. Moreover, decay time constants may be similar to those shown in the illustrations, considering that the figures should not be interpreted as providing any particular relative or absolute decay time constants.
Die Offenbarung hat bestimmte bevorzugte Ausführungsformen und Modifikationen dazu beschrieben. Beim Lesen und Verstehen der Beschreibung können anderen weitere Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es ist daher beabsichtigt, dass die Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen begrenzt ist, die als die beste Art angesehen werden, um diese Offenbarung auszuführen, sondern dass die Offenbarung alle Ausführungsformen umfassen wird, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.The disclosure has described certain preferred embodiments and modifications thereto. While reading and understanding the description, others may come up with other modifications and changes. It is therefore intended that the disclosure not be limited to the particular embodiments disclosed which are believed to be the best mode for carrying out this disclosure, but that the disclosure will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.
